点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:破解家畜干细胞不能承受 长周期、多次基因编辑难题
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

破解家畜干细胞不能承受 长周期、多次基因编辑难题

来源:科技日报2021-12-09 10:13

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  家畜干细胞在生命科学基础研究、细胞培养人造肉生产和优良品种培育等方面具有巨大应用前景。自1981年小鼠胚胎干细胞(mESCs)培育成功以来,国内外科学家一直试图建立稳定的、可长期传代的大型家畜胚胎多能干细胞系,但始终未获得成功。

  近日,中国农业大学韩建永教授团队联合国内多家单位在该领域获得重大突破,他们成功建立了目前世界家畜干细胞传代次数最多(传代260次以上)、可进行多次基因编辑操作的猪胚胎干细胞系,攻克了猪胚胎上胚层多能干细胞建系的国际难题。该研究成果11月30日在线发表于国际著名学术期刊《细胞研究》上。

  绘出猪胚胎第0—14天高质量单细胞转录组图谱

  猪既是重要的家畜,也是重要的实验动物,在基础研究、人类疾病模型、异种器官移植等领域用途广泛。针对家畜胚胎上胚层多能干细胞建系困难、传代次数短、难以承受多次基因编辑操作等国际难题,韩建永团队联合四川农业大学、中国科学院动物研究所、中国科学院北京基因研究所、东北农业大学等单位,以猪为模式生物,开展了联合科技攻关,取得家畜胚胎干细胞领域的重大突破。

  研究人员从早期胚胎多能性发育调控分子机制入手,攻克猪早期胚胎单细胞分离技术, 首次绘制了猪胚胎第0—14天高质量单细胞转录组图谱, 解析了猪上胚层多能性状态(初始态、中间态和激发态)变化及调控的分子机制。

  “基于单细胞数据, 我们创制了猪原肠化前上胚层多能干细胞 (pgEpiSCs)培养体系, 成功建立了15株细胞系, 细胞能维持上胚层多能性状态,具有典型干细胞特征,最长传代次数超过260代,是目前世界上已报道的传代次数最多的大动物干细胞系。”韩建永说,他们还通过多组学联合分析,鉴定了75个在pgEpiSCs中具有重要功能的转录因子。

  “我们通过对pgEpiSCs进行3次不同方式基因编辑,获得来源于pgEpiSCs、出生后存活的基因编辑克隆猪,解决了家畜干细胞难以承受长周期、多次基因编辑的国际难题。”韩建永说。

  将在细胞培养肉、干细胞育种和模式动物研究等领域广泛应用

  专家指出,该成果具有广阔的应用前景。在生命科学基础研究领域,作为一种全新的、稳定的猪胚胎多能干细胞系,pgEpiSCs成功建系开创了家畜多能干细胞研究的新方向。与小鼠相比,猪的胚胎发育和人类更加相似,猪的胚胎干细胞是研究人类胚胎发育更为理想的细胞模型,可为异种器官移植等再生医学研究提供理论依据。

  “在细胞培养肉领域,pgEpiSCs可作为未来细胞培养等基于细胞的功能性产品的种子细胞。目前细胞培养肉研制的种子细胞多为肌肉和脂肪细胞的祖细胞,并不具有长期传代增殖能力,这也成为了体外大规模生产细胞培养肉的技术瓶颈。pgEpiSCs能够在体外长期稳定传代,通过体外大规模培养可获得大量初始细胞,再通过定向诱导分化获得肌肉细胞和脂肪细胞,能解决种子细胞传代时间短等细胞培养肉面临的技术难题。”韩建永说。

  在模式动物研究领域,pgEpiSCs与基因编辑结合,可用于构建人类疾病模型或抗病猪模型。传统的基于体细胞基因编辑和克隆的技术囿于体细胞难以耐受多次基因编辑,多基因编辑克隆家畜往往难以获得,通常需要采用重复性克隆和重新分离成纤维细胞,达到多基因编辑的目的,周期短、效率低。而实验证实,pgEpiSCs对基因编辑有很好的耐受性,至少可以耐受3次连续的基因编辑,这将大大缩短获得多基因编辑克隆猪的时间。

  韩建永表示:“在家畜优良品种培育领域,pgEpiSCs通过定向诱导分化为精子和卵母细胞可以实现干细胞育种,实现重要经济性状的快速遗传改良。”(记者 马爱平)

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 百年接力,守护城市万亩林海

  • 山东:“渔光融合”共享海洋绿色资源

独家策划

推荐阅读
2025全球数字经济大会2日在北京开幕。除收录标准的优势外,东壁全球科技文献数据平台还根据中国科技界与教育界的习惯,对所收录期刊进行了学科分类。
2025-07-04 09:55
超材料是一类具有特殊性质的人造材料,而具有热辐射性能的超材料可以把多余的热量“打包”传递到外界,热辐射超材料可广泛应用于零能耗辐射冷却、建筑节能降温、航天热控等诸多重要领域。
2025-07-04 09:53
中国科学院院士、海南大学生物医学工程学院教授骆清铭团队成功绘制出了小鼠三维脑区和立体定位图谱
2025-07-04 09:52
7月4日,神秘的水星将迎来东大距,这是今年第二次水星东大距,观测条件依然不错。
2025-07-04 09:51
科学是生产力的核心要素。
2025-07-04 09:50
钙钛矿太阳能电池因成本低、效率高、易加工等优势备受关注,可应用于光伏发电、车载光伏、光伏建筑等领域。
2025-07-03 09:59
目前,对于10厘米以上大型空间碎片,航天器通常采用主动规避的策略,通过轨道调整,避开可能的碰撞路径。
2025-07-03 09:58
6月26日,中国民航局官网发布公告,提到为切实保障航空运行安全,自2025年6月28日起,禁止旅客携带没有3C标识、3C标识不清晰、被召回型号或批次的充电宝乘坐境内航班。
2025-07-03 09:56
药膳制作师既要懂烹饪,是餐厅的大厨,又要懂中医药理论知识,特别是能够作为食药物质的中药材。
2025-07-03 09:55
运动有助于健康和抗衰老。但究竟是什么让运动有这种奇效呢?我国研究团队历时6年,首次系统解析了人体对急性单次运动与长期规律运动的分子-细胞动态响应谱,揭示肾脏是运动效应的关键应答器官——其内源代谢物甜菜碱作为衰老延缓的核心分子信使,通过靶向抑制天然免疫枢纽激酶TBK1,协同阻遏炎症并缓解多器官衰老进程。
2025-07-03 05:20
近日,四川乐山一小伙感觉身体不适独自乘出租车前往医院就诊,途中开启“超强自救”模式:联系妈妈告知情况、打110报警求助、打120告知医院准备急救。如果长期处于焦虑引起的躯体化障碍状态,患者会反复出现头痛、心慌、呼吸急促、胃肠紊乱、肢体疼痛、睡眠问题等。
2025-07-02 10:06
使用人工智能大模型时,不少人或许都遇到过类似问题:它们有时会捏造细节,甚至“一本正经地胡说八道”。当“喂给”大模型的训练数据包含虚假信息时,它就会产生“幻觉”、给出错误答案。
2025-07-02 10:05
中国国际航空公司所属的国产C909客机平稳降落在蒙古国乌兰巴托成吉思汗国际机场,标志着国航首条C909国际航线正式开通。早8时许,这架C909客机从呼和浩特起飞,经过1个多小时飞行抵达乌兰巴托。
2025-07-02 10:03
农业是国民经济的基础,农业领域形成新质生产力是国民经济形成和发展新质生产力的基础和“底盘”。 农业新质生产力是通过提升劳动者素质、优化劳动资料和创新利用劳动对象,实现全要素生产率的显著提高。
2025-07-02 10:01
团队基于卫星遥感数据构建了1988年至2021年青藏高原30米分辨率人工草地数据集,明确了青藏高原主要的人工草地类型及其时空分布特征,并揭示了青藏高原人工草地的迅速扩张及其驱动机制。
2025-07-02 09:59
屠光绍认为,金融机构在应用人工智能时必须在服务投资人与消费者之间寻求平衡,避免AI鸿沟,坚守金融服务大众的初心。鲍建敏倡导构建产学研深度融合、开放共赢的人工智能金融生态体系,搭建跨机构、跨领域的协同创新平台。
2025-07-01 10:13
6月30日,2025温布尔登网球锦标赛在英国伦敦拉开大幕,引发球迷关注。在草地球场,球的速度更快且弹跳不规则,比赛回合较短,发球就成为球员们的重要“武器”。红土球场并不是天然土壤,而是分层分布着碎砖粉、白色碎石灰石、碎石等。
2025-07-01 10:09
7月1日起,医保定点医药机构在销售药品时,必须按要求扫药品追溯码后方可进行医保基金结算;2026年1月1日起,所有医药机构都要实现药品追溯码全量采集上传。步,进入国家医保局微信公众号主页,点击服务、药品追溯信息查询,进入查询页面;或进入国家医保局微信公众号消息对话页,点击医保服务、药品追溯信息查询,进入查询页面。
2025-07-01 10:09
记者从国家航天局获悉,7月1日,该局发布行星探测工程天问二号探测器在轨获取的地月影像图。(国家航天局供图)  月球全色图,由天问二号探测器的窄视场导航敏感器于2025年5月30日15时拍摄,经辐射校正处理后制作而成。
2025-07-01 10:08
龙芯中科近日正式发布基于国产自主指令集龙架构研发的服务器处理器龙芯3C6000系列芯片、工控领域及移动终端处理器龙芯2K3000/3B6000M芯片以及相关整机和解决方案。
2025-07-01 10:06
加载更多