在德克萨斯大学西南医学中心的实验室里，科学家们首次通过影像记录下了长久以来被认为不可能发生的现象：一段DNA片段自发地从一个人类细胞核中脱出，并转移到了相邻细胞中。这段通过延时摄影显微技术获取的视频显示，带有红色和绿色细胞核的细胞彼此接触，就在那一刻，绿色的DNA片段进入了红色细胞。这并非计算机模拟，而是真实的影像记录，捕捉到了这一在2024年首次于哺乳动物细胞中观察到、并于2026年发表在同行评审期刊《细胞》（Cell）上的现象。
水平基因转移在细菌和原核生物中早已为人所知，是其进化的主要机制之一。然而，在包括哺乳动物和人类在内的复杂真核生物中，这一过程曾被认为极其罕见，甚至是不可能的。通常情况下，DNA被严密地封锁在由双层膜保护的细胞核内。但当细胞受损或分裂出错时，会形成微核——即脱离细胞核、位于细胞质中且独立于主核的大段DNA片段甚至整条染色体。德克萨斯大学西南医学中心儿童研究所助理教授彼得·李（Peter Lee）的研究表明，这些微核不仅留在原细胞内，还能离开母体，通过所谓的“纳米管”（相邻细胞间细长的细胞质桥）移动，并嵌入受体细胞的基因组中。
李的研究小组有意损伤了人类视网膜和肾脏细胞以诱导微核形成，随后将其与未受损细胞混合。显微延时摄影记录显示，这种DNA转移发生的比例不到5%——虽然罕见，但具有规律性。转移的遗传物质被证明是可遗传的：子代细胞能够复制并传递这些新基因，包括从男性细胞转移到女性细胞的Y染色体（男性染色体）片段。在癌细胞系和能够分化为人体任何类型细胞的多能干细胞中，研究人员也得到了同样的结果。
此前，科学家已观察到RNA、蛋白质和细胞器通过纳米管（即细胞质接触结构）在细胞间传递。然而，DNA本身长期以来一直避开了直接观察，目前尚不清楚这种情况在生物体内发生的频率。李的实验证明，细胞间的桥梁能够输送大型双链DNA分子，这些分子通过重组嵌入受体细胞的染色体中。分子生物学专家称这项工作是哺乳动物活细胞中水平基因转移的首个直接视频证据。
虽然这种现象很罕见，但其生物学后果可能非常显著。在肿瘤中，突变的癌基因或受损的DNA片段可能传递给健康的邻近细胞，从而加速癌症进化，促进肿瘤异质性并增加治疗难度。转移本身的机制以及能够通过这种方式迁移的精确基因组，仍有待深入研究——因为该事件发生的频率太低，如果没有专门的影像学手段，很难进行快速筛选。
这一发现并未否定经典的垂直基因传递（从亲代到子代），这仍然是主要的遗传机制。然而，它为理解多细胞生物的遗传变异性增加了一个出人意料的新维度。事实证明，细胞并非完全孤立的单元：即使在单一生物体内，“邻居”之间也可能交换大段DNA片段，这可能会影响组织的适应性和疾病的进展。
现在，研究人员面临着一项艰巨的任务：查明这种转移在活体环境下的发生频率，确定哪些特定的序列或基因最容易发生此类迁移，以及这一机制是否可用于医疗，或者相反，在癌症治疗中是否需要对其进行阻断。
这一发现是科学不断揭示细胞层面生命惊人复杂性和动态性的一个生动案例。我们体内的细胞远比我们以前想象的更加“社交化”且相互关联。大型DNA片段通过纳米管进行水平转移的可能性，为生物协作与适应的图景增添了华美的新篇章。
细胞不再是基因组被严密封锁的孤立“堡垒”，而是表现为一个活跃的群落，能够在必要时交换遗传物质。
这项研究为肿瘤学、再生医学和基因治疗的突破开辟了前景。自然界比我们想象的更加灵活——这激励着我们去进行新的探索。
