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

  • 2026世界互联网大会数字丝路发展论坛剪影

  • “冰城夏都”活力涌动 多彩文旅解锁清凉盛夏

独家策划

推荐阅读
7月22日,美国佛蒙特大学研究团队在《自然》杂志发表论文称,他们在北美鲶鱼体内发现一种可传染的黑色素瘤。换言之,肿瘤细胞本身就是“感染因子”,如同寄生虫一般,从一条鱼传到另一条鱼。这些带病的鲶鱼,正为科学界提供一个观察癌症演化的难得机会。
2026-07-23 09:57
《自然》杂志22日发表了一项天文学研究,可能揭示了人类对首个已知的系外卫星(exosatellite)的观测。在三层等级系统中,一颗恒星周围有一颗伴星,如行星或褐矮星,而第三个天体围绕伴星,这第三个天体可称为系外卫星。
2026-07-23 09:57
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,但腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。
2026-07-23 09:49
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,“科学的未来在青年”,强调“要把青年科技人才队伍建设作为一项战略工程,全方位做好培养、引进、使用工作”。
2026-07-23 09:49
黄瓜是受到全球广泛喜爱的蔬菜,它源自喜马拉雅山脉南麓,由其野生祖先驯化而来,历经2000余年的传播扩散,遍布世界。中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任钱前评价,该研究为黄瓜分子设计育种提供了坚实支撑,兼具重要基础科学价值与育种应用前景。
2026-07-23 09:48
中国水稻研究所研究员王克剑团队近日在杂交水稻育种领域取得重要进展——成功研发出克隆效率稳定超过99%、结实完全正常的一系法杂交水稻,团队将其命名为“一系1号”。图为团队创制的无融合生殖株系在试验田大群体种植下表现出的克隆效率与结实率情况。
2026-07-22 09:35
今年新增农业机器人、盐碱地科学与工程、智慧渔业三大新农科专业,分别由江苏大学、山东农业大学、宁波大学首批开设,为涉农人才培养开辟了新跑道。
2026-07-22 09:31
这场举世瞩目的盛会,凝聚共识,密集发布国际合作倡议与行动计划,为促进全球人工智能朝着向上向善、造福人类的方向发展注入了更多新动能。
2026-07-22 09:29
虽然现阶段机器人能做的事还很有限,但这种“人机搭档”的新模式,让我们的生活服务向高品质、多样化和便利化发展。我想,这就是科技落地的意义吧。
2026-07-22 09:28
重离子加速器是探索基本相互作用、物质结构和宇宙演化的重要工具,研究中产生的新知识、技术和方法被广泛应用于航天、医疗、农业等多个领域。
2026-07-22 09:26
无法驶出的化肥运输船,迟迟不散的热浪,突然生效的出口禁令……近期,一系列事件叠加,或许正给全球粮食安全带来显著不确定性。
2026-07-21 03:40
拔尖创新人才作为国家战略科技力量的核心支撑,其培育成效直接关系到高水平科技自立自强的进程。科学教育是拔尖创新人才培养的基础工程,必须把握青少年成长的关键期,构建全链条、一体化的科学教育新生态,推动教育、科技、人才深度融合,为强国建设筑牢人才根基。
2026-07-21 03:40
以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革,正深刻重塑产业形态与劳动方式,职业教育作为对接产业最紧密的教育类型,面临的根本性问题已不再是如何培养标准化、重复性的熟练操作者,而是要回答人机协同时代究竟需要什么样的高技能人才。
2026-07-21 03:40
暑假已至,以中小学生为主力的研学游市场持续升温。外出研学已成为不少中小学生家庭的假期常规安排。家长往往将研学活动视作教育由家庭、学校向社会课堂的延伸,是学校教育的重要补充。
2026-07-21 03:40
毕业论文AI率检测,已成为无数大学毕业生关心的热点话题。AI工具引发的学术不端如何界定?为规避高AI率而拆解论文、打乱表达的无奈如何化解?AI检测产品缺少国家标准、质量参差不齐的困局如何突破?这些追问,热度居高不下,答案却远未清晰。
2026-07-21 03:40
未来产业是重塑全球技术竞争格局和引领全球经济变迁的重要力量,“十五五”规划纲要对“培育壮大新兴产业和未来产业”作出系统部署。
2026-07-21 03:40
当前,全球能源转型加速推进,海洋能正处在由技术探索迈向规模化应用的关键阶段。准确把握发展形势与现实基础,对于我国海洋能发展具有重要意义。
2026-07-20 10:00
如何破解制约早期科技成果转化的瓶颈?加强国家技术转移体系建设,培养一批全链条参与成果转化的技术经理人迫在眉睫。
2026-07-20 04:20
今年7月,全球人工智能治理的讨论在短短几天内完成了一次耐人寻味的“接力”。从在日内瓦举行的联合国人工智能治理全球对话、“人工智能向善”全球峰会,再到在上海举办的2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议,来自政府、国际组织、企业和学术界的讨论都聚焦于同一个问题:面对快速发展的人工智能,国际社会如何把已有的治理理念真正转化为国际合作行动?
2026-07-20 04:20
中国农业科学院和中国农业绿色发展研究会18日在北京发布《中国农业绿色发展报告2025》。报告显示,我国农业绿色发展水平持续向好,农业绿色发展机制创新不断拓展,理论研究与技术突破协同发力,区域农业绿色发展实践走深走实。
2026-07-20 04:20
加载更多