遗传和进化是细胞的重要生命特征

遗传和进化是细胞的重要生命特征

任何细胞都包含一套完整的遗传信息（基因组），并储存在DNA或RNA分子中，所以所有细胞在遗传上都是全能的。有机体是按照基因组编码的信息构建的。在生长发育的一定阶段，生物体产生与自己相似的新个体的过程，称为繁殖（reproduction）。繁殖过程就是遗传信息传递的过程。原核生物和真核生物都是通过细胞分裂进行繁殖的，细胞分裂通过DNA复制、转录、翻译和调控来完成。通过DNA复制，细胞在分裂时将遗传信息传递给后代，所以所有的子细胞都有与母细胞相同的遗传物质，确保了生命的延续。因此，遗传是细胞的一个重要生命特征。

进化是生物从共同的祖先到更高的祖先，从简单到复杂的逐渐转变。原核生物是地球上最早和最简单的生命形式，出现于约35亿年前。生命的多样化实际上发生在距今35亿～6亿年前的元古代，在这段时间里，单细胞真核生物出现了，而第一个多细胞生物又过了大约14亿年才出现。单细胞生物向多细胞生物的转变是生物由低级向高级演化的重要阶段。多细胞生物是由多种分化细胞组成的生物，其每一种细胞都有不同的形式和功能。生物体与许多分化的细胞密切配合，执行一系列复杂的生命活动。

从生命的起源到人类的出现，在漫长的生物进化历史中，先后发生了细胞的出现、原核细胞到真核细胞的进化、单细胞生物到多细胞生物的进化等重要事件，这些都是细胞从简单到复杂，从低级到高级进化的关键突破。细胞进化过程是一个细胞不断适应环境变化的漫长过程，细胞生命活动的多样性是生命适应环境的结果。

科学小故事

中国科学家为15种肿瘤细胞“画像”(https://www.daowen.com)

2021年2月，一篇由北京大学肿瘤医院季加孚课题组和北京大学生物医学前沿创新中心张泽民课题组合作的研究论文发表在国际学术期刊《细胞》上，该论文从单细胞水平对胃癌、结直肠癌、肝癌、肺癌、乳腺癌等15个癌种内肿瘤浸润的髓系细胞图谱进行了系统性刻画。

肿瘤在机体内具有复杂的生态系统，癌细胞通过与多种其他类型的细胞相互作用形成复杂的微环境调控网络。其中，髓系细胞在调节肿瘤炎症反应以及血管生成等方面发挥着重要作用，因而成为继淋巴细胞之后癌症治疗临床研究的又一热门靶细胞。以上研究团队比较了肥大细胞、树突状细胞以及肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM）等髓系细胞类群在不同癌种内的生物学特性，为靶向不同的癌种内髓系细胞的免疫治疗提供了重要实验依据。

我国是胃癌高发国家。以上研究团队在研究中发现，胃癌肿瘤组织中的肥大细胞比例比癌旁的正常组织高，表明肿瘤组织中的肥大细胞累积在胃癌的发生和进展过程中起着重要作用。胃癌肿瘤组织中存着上调促血管生成的相关信号通路的巨噬细胞类群，表明巨噬细胞类群在胃癌肿瘤微环境中也起着重要作用。

以上研究团队通过进一步整合团队产出的单细胞转录组测序数据及已发表的公共数据，构建了包括胃癌在内的15个癌种的髓系细胞图谱，并系统比较了各髓系细胞类群在不同癌种间组成、发育及功能上的异同，这项成果对癌症的治疗和研究具有重要价值。