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

  • 文化中国行 | 西安城墙的数字守护人

  • 浙江杭州:市民手写春联福字迎新春

独家策划

推荐阅读
CES历来是观察前沿技术走向的重要窗口。今年,一个新词被频频提及——“物理人工智能(物理AI,Physical AI)”。
2026-01-08 18:29
从7日在京召开的全国知识产权局局长会议上了解到,根据世界知识产权组织最新发布的《2025年全球创新指数报告》,我国“综合排名进前十、单项排名‘双第一’”。
2026-01-08 02:20
近日,中央农村工作会议在北京召开。会议强调,“加强农业关键核心技术攻关和科技成果高效转化应用,因地制宜发展农业新质生产力”,为做好“三农”工作提供了重要指引。
2026-01-08 02:20
时序轮转一甲子,肇始于一间实验室的中国科技考古,历经六十载深耕求索,终从一片学术荒原,昂首跻身世界学科前沿之列。六十年来,中国科技考古依靠工作者们的汗水、智慧与坚守,写成一段传奇。
2026-01-08 02:20
冰冷坚硬的金属骨架、精确运转的齿轮电机……这,是不是你脑中的“机器人”?其实,还有一种机器人:它们没有坚硬的躯壳,而是以柔软的身体探索世界,它们并不强壮,却不会轻易损坏——这,就是软体机器人。它们像章鱼、蚯蚓、水母等自然界生物一样灵动,能够弯曲、伸展、钻入狭缝,展现出前所未有的环境适应力。
2026-01-08 02:25
近日,工业和信息化部正式公布我国首批L3级有条件自动驾驶车型准入许可,两款分别适配城市拥堵、高速路段的车型将在北京、重庆指定区域开展上路试点。
2026-01-08 02:25
“激光不是自然光,它是人类创造的‘最准的尺’‘最利的刀’,更是能为人类需求精准调光的‘魔法师’。”1月6日,科学家精神百场讲坛在扬州大学开讲,中国科学院院士、天津大学教授姚建铨向现场听众分享了自己60年的科研历程与心得。
2026-01-07 02:30
以前医生判断大脑是否健康,需要进行磁共振检查,这个检查结果用的是西方人群的参考标准。
2026-01-07 02:30
从中国科学院大连化学物理研究所获悉,“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目已在中国空间站内开展。神舟二十一号航天员乘组共同在轨操作该项目实验,其中,中国科学院大连化学物理研究所研究员张洪章作为载荷专家发挥了其专业优势。
2026-01-08 02:20
硫化氢气味如臭鸡蛋,在天然气开采、炼油、煤化工中大量产生。它不仅有毒,更是形成酸雨的“元凶”之一。据统计,我国每年待处理的硫化氢约80亿立方米,全球规模更是巨大。如何安全、彻底地处理它,一直是工业界面临的巨大挑战。
2026-01-07 02:30
从生态环境部获悉,日前,南京环境科学研究所秦卫华、李中林、王涛研究团队在《布拉格国家昆虫博物馆馆报》上发表研究成果——西藏吉隆发现猎蝽科猛猎蝽属新物种吉隆猛猎蝽,我国青藏高原生物多样性数据库再添新成员。
2026-01-07 02:30
“人类工程与大自然的完美融合!”不久前,贵州花江峡谷大桥刚刚建成通车便火遍全网,各地游客纷至沓来,只为感受新晋世界第一高桥的壮观雄伟。
2026-01-07 02:30
“一张网”的构建是我国测绘地理信息事业转型升级的生动实践。
2026-01-06 09:53
具身智能作为人工智能与机器人科学交叉的前沿领域,是新一轮产业变革的技术引擎。
2026-01-06 02:45
我国首次航天员洞穴训练日前在重庆市武隆区圆满结束,28名航天员参加了这次训练。
2026-01-06 02:45
近日,国务院办公厅印发《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》,意见明确要求构建高水平矿山安全生产智能化应用场景。
2026-01-06 03:05
拔尖创新人才的培养成长,与平台和环境密切相关。记者注意到,与长期以来以竞赛选拔为主导的“关门培养”模式不同,近年来越来越多的中学、高校开始设立新型实验班。这些实验班面向更多学子敞开大门,以综合素质培养为落脚点实施个性化育人,为拔尖创新人才成长发展开辟了新空间。
2026-01-06 03:05
我是一名铁路机车调试工,在中国中车株洲电力机车有限公司干了33年,摸过超过一千万根线缆,听过约十万次受电弓升起的声音。这些年,我带过不少刚毕业的学生,也面试过很多从院校走出来的年轻人。他们理论扎实、认真仔细,但一上手调试真车,常常“当场犯懵”。我发现一个问题:学校教的和现场用的,中间隔着一道“看不见的墙”。
2026-01-06 03:05
面对市场机遇,产业链上市公司正加速卡位布局,以技术升级主动迎接L3级自动驾驶的商业化浪潮。
2026-01-05 09:13
接下来,我们计划测量能量范围更为宽泛的质子能谱,最终覆盖4个量级的能量区间。
2026-01-05 09:08
加载更多