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

  • 全国冬小麦播种过九成

  • 小小快板手 传承老技艺

独家策划

推荐阅读
完成第一阶段6G技术试验,形成超过300项关键技术储备,资本加速布局6G生态……尽管6G网络预计将在2030年开始部署,但我国6G产业布局正加速铺开,呈现政策护航、技术攻坚、资本活跃的特征。
2025-11-20 09:11
谷山梁3吉瓦/12.8吉瓦时储能电站项目建成后,每年预计可向电网输送36亿千瓦时的清洁能源电力。“独立新型储能电站放电时为发电企业,充电时视同电力用户,电网的峰谷电价价差形成利润空间,吸引企业投身于此。
2025-11-20 09:11
中国第一辆蒸汽机车就诞生在我的家乡唐山。我为之骄傲。为此,大学学习机械制造与设计专业的我,毕业后,就一头扎进轨道交通检测设备研发领域。
2025-11-20 04:25
常有人说,发动机是火箭的“心脏”。而我从事的工作是,液体火箭发动机推力燃烧系统高精密产品的生产加工,所以大家都叫我“火箭心脏钻刻师”。
2025-11-20 04:25
四川全口径外送电量已超1.9万亿千瓦时。这一规模相当于江苏、浙江、安徽三省全年用电量之和,标志着四川落实“西电东送”能源战略取得丰硕成果,
2025-11-20 04:25
大国重器又传好消息!江门中微子实验(JUNO)装置建成运行仅两个月,就取得首个物理成果——测量太阳中微子振荡参数,结果比此前实验的最好精度提升了1.5~1.8倍。
2025-11-20 04:35
为促进卫星导航定位产业有序发展,维护国家地理信息安全,我国将对卫星导航定位基准站实行统一规划、统一标准、统一监管。针对目前基准站重复建设、存在数据安全隐患等主要问题,办法规定自然资源部会同有关部门制定全国基准站建设布局规划。
2025-11-19 09:52
18日,我国首个配置冷却塔的“华龙一号”核电机组——中广核山东招远核电项目1号机组顺利完成核岛第一罐混凝土浇筑,标志着该项目一期工程建设全面启动。
2025-11-19 09:51
2020年至2024年间,全球光热发电装机年复合增长率为4.24%,我国同期增长率达11.7%,显著高于全球水平;技术装备国产化率突破95%,释放出产业加速发展的强劲信号。
2025-11-19 05:35
科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,科普与科技创新“同等重要”。
2025-11-19 05:55
日前,由清华大学产业发展与环境治理研究中心和自然科研智讯联合编制的《国际科技创新中心指数2025》报告正式发布。
2025-11-19 05:55
新疆的孩子们在“流动科学课”上被磁悬浮演示、机器人互动、矿物标本展示等吸引了目光;甘肃张掖的科技工作者为大伙儿演示经典科普实验“火焰掌”;上海的科学家们踏上科技节的红地毯赢得公众的掌声……这些生动场景共同勾勒出“十四五”期间我国科普事业的发展印记。
2025-11-19 05:55
如今,在学习中遇到问题可以问人工智能,写作业也可以用人工智能辅助查询信息。正如这名同学所言,生成式人工智能正改变传统的以知识积累和传递为中心的教学模式。
2025-11-18 10:28
11月17日,在水利部举行的“贯彻落实党的二十届四中全会精神 推动节水产业高质量发展”新闻发布会上,水利部副部长陈敏介绍,目前,我国节水产业呈现出蓬勃发展的良好势头,
2025-11-18 04:20
新疆维吾尔自治区科技创新大会17日在乌鲁木齐举行。会上,干旱区生态安全与可持续发展全国重点实验室、丝路水实验室、昆仑智能装备实验室、
2025-11-18 04:20
党的二十届四中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》指出,以创新能力、质量、实效、贡献为评价导向,深化项目评审、机构评估、
2025-11-18 04:25
近日,2025年6G发展大会在北京经济技术开发区举行。
2025-11-18 04:20
这台高能非弹谱仪的独特之处在于,它利用了中子不带电、穿透力强的特性,能够直接探测到物质内部的微观运动。
2025-11-17 08:56
建立和完善国家公园监测网络体系,是我国生态文明建设领域的重要实践,是践行人与自然和谐共生现代化理念的具体体现。
2025-11-17 04:30
浙江清凉峰国家级自然保护区是我国重要的生物多样性聚集地之一,也是长三角地区珍贵的物种基因库。
2025-11-17 04:30
加载更多