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    全球首次!中國科學家克隆靈長類動物 具里程碑意義

    發布時間:2018-01-25 09:57:38 來源:環球科學

      1月24日,中國科學院上海神經科學研究所宣布,利用體細胞核移植技術,團隊在國際上首次實現非人靈長類動物的體細胞克隆,兩只克隆猴“中中”、“華華”分別于2017年11月27日及12月5日誕生。克隆猴的成功,是中國生命科學界、乃至科學界過去幾年最重要的成果之一。該成果發表于今日的Cell期刊。

      撰文 | 《環球科學》記者 方行葦

      本世紀初,又一次在非人靈長類動物克隆上遭遇失敗后,匹茲堡大學的科研人員在《科學》上發表文章,聲稱用體細胞克隆非人靈長類動物的理想是不可能實現的。當時,克隆羊多莉還是全球焦點,克隆技術正在一日千里的飛速發展中。針對這一論調,俄勒岡大學的著名科學家米塔利波夫撰文指出,科學家更應該從人跡罕至的科學道路上發現不尋常的風景。但在2011年,米塔利波夫也遭遇了重大失敗:他制備的克隆猴在懷孕81天后流產。

      也是在這一年,中國科學院神經科學研究所在烏鎮召開會議,研究腦疾病的診治。在這次會議上,神經所所長蒲慕明提出,科學界要想突破腦疾病診治和腦科學研究的困境,就必須開發出新的實驗動物,與人類最為接近的靈長類動物正是最合適的選擇。考慮到獼猴漫長的生育周期——每28天有一次月經、完整的懷孕周期長達160天、性成熟時間長達5年,以及猴類復雜的遺傳背景,蒲慕明認為走通這條路的惟一可能就是讓克隆猴變成現實。

      接下來五年時間中,孫強領導著一個包括獸醫、護士、碩士、博士在內的十幾人團隊,其中的核心人員、也是本次論文的第一作者是博士后劉真。在承擔其他任務的同時,這個團隊最終以漸進性的方式開始向突破性成果的實現發力。他們全方面改進了與克隆猴有關的顯微操作技術,將從卵細胞中提取細胞核的技術提升到10秒之內,并將向卵細胞中注入體細胞的操作時間限制在15秒之內,從而將卵細胞在克隆過程中的傷害降低到了最小限度。

      通過SCNT技術,使用胎兒猴的成纖維細胞培育克隆猴的過程。圖片來源:Cell, Liu et al。, 2018 A:科學家培養的胎兒猴的成纖維細胞。 B和C:猴子卵細胞中的紡錘體—染色體復合物(箭頭位置)被移除。 D:通過激光輻射,在卵子的透明帶(箭頭位置)上制造一條裂縫。 F:經過滅活仙臺病毒(HVJ-E)處理過的成纖維細胞(箭頭位置)被注射到卵黃周隙。 G:成纖維細胞與卵細胞的細胞質融合后,在前者的細胞核的作用下,卵子內形成了類似紡錘體的結構。 H:用離子霉素和DMAP(4-二甲氨基吡啶)活化重建卵母細胞。所有活化的胚胎顯示單原核(箭頭位置)。 I:把Kdm4d-mRNA注入胚胎后,胚胎逐漸發育成囊胚(箭頭所指為內細胞團,ICM) J-L:ICM正常和不正常發育的囊胚的對比圖。

      同時,他們廣泛吸收了前沿科學的最新成果。通過將兩種重要的酶注入尚未形成囊胚的卵母細胞中,他們實現了最為重要的重編程過程的啟動,突破了非人靈長類動物克隆的最主要障礙。2017年11月27日,名為“中中”的第一只克隆猴誕生;幾天之后的2017年12月5日,名為“華華”的第二只克隆猴也誕生;第三只克隆猴“夢夢”預計也將在不久后降生。

    兩只克隆猴中中、華華。圖片來源:Cell, Liu et al。, 2018

      總結這次成功積累的經驗時,蒲慕明認為,中國年輕一代的科學家,愿意放棄更好的海外求學機會,留在國內以極低的經費、極大的努力開展風險更大的實驗,同時中國的科研機構愿意支持這類在國外率受挫折的重要基礎研究,是這項研究可以成功的最關鍵因素之一。

      克隆猴的成功是全球生命科學界在過去很長一段時間中的一項具有里程碑意義的成果。如果能在現在的基礎上更進一步,通過各種工具猴的開發讓獼猴成為符合科學家預期、能對多種基因缺陷疾病進行模擬的完美實驗動物,這將是一項足以改變人類未來的重大成就。

    標簽:克隆;猴子 編輯:連曉佳
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