细胞的分化 · StemLab

细胞的分化

人体有两百多种细胞，却都来自同一个受精卵。受精卵通过分裂产生许多相同的细胞，它们的后代在形态、结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异，这个过程叫细胞分化。分化使细胞趋向专门化，形成不同的组织。

分化后的细胞，遗传物质并没有改变，改变的是哪些基因被“打开”——基因的选择性表达。每个细胞都需要的基因（如 ATP 合成酶基因，叫管家基因）处处表达；卵清蛋白、β-珠蛋白、胰岛素这类基因只在特定的细胞里表达。

先让受精卵分裂、分化，再在右侧选择探针，分别检测细胞里的 DNA 和 mRNA。

转录和翻译的分子细节见 GeneLab。

植物细胞的全能性

已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体或分化成其他各种细胞的潜能，这叫细胞的全能性。1958 年，斯图尔德用胡萝卜韧皮部的细胞培养出了完整的新植株。

离体的组织先脱分化，失去原来特有的结构和功能，形成排列疏松的愈伤组织；转接到分化培养基上后再分化，长出芽和根。生长素与细胞分裂素的比例决定长什么：比例高有利于生根，比例低有利于长芽，比例适中只促进愈伤组织生长。

完整的试管苗要有根也有芽。整个过程必须无菌——试试不消毒会怎样。

动物细胞核的全能性

高度分化的动物细胞，整个细胞的全能性受到限制，但它的细胞核仍然具有全能性。1996 年，科学家把一只白脸母羊乳腺细胞的细胞核，移入一只黑脸母羊的去核卵母细胞中，经电刺激融合、激活，培养成早期胚胎后移入代孕母羊体内，生下了克隆羊多莉。

按下方的按钮一步步完成，或者“自动播放”。在右侧换一换细胞核、卵母细胞和代孕母羊的来源，看看小羊像谁；再试试不去核会怎样。

干细胞与细胞命运

动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞，叫干细胞。胚胎干细胞能分化成成体的几乎所有类型的细胞；成体干细胞只能分化成几种细胞，比如骨髓中的造血干细胞产生红细胞、白细胞和血小板。

沃丁顿把分化比作小球沿山坡滚下：每个山谷是一种稳定的基因表达状态，越往下山谷越深，已分化的细胞一般不会再变成别的细胞。2006 年，山中伸弥用 4 个基因把小鼠的成纤维细胞“推回坡顶”，得到了诱导多能干细胞（iPS 细胞）。

释放干细胞，看它们的去向；加入促红细胞生成素，或者给成纤维细胞导入重编程因子。

随堂检测

回顾四个课题，完成下面的选择题。