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李劲松:我们离克隆猛犸象的梦想又近一步

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-03-20 编辑:原创

作者:李劲松资料来源:《科学时报》发布日期:2009年

李劲松:我们离克隆猛犸象的梦想又近了一步从16岁的“名牛”复活开始关注本期:日本成功克隆了16岁的“名牛”日本媒体上月报道,岐阜县畜牧研究所与金鸡大学合作,用冷冻组织细胞克隆了一只名为“安福”的死亡“名牛”。 “安福”号已经死了16年,科学界从未成功繁殖过10多年前就已经死亡的牛。 最近出版的英国周刊《新科学家》列出了10种最有可能通过基因技术“重生”的古代生物,包括25000年前灭绝的尼安德特人

李劲松:博士,中国科学院上海生命科学院生物化学与细胞生物学研究所研究员,从事体细胞重编程和胚胎干细胞研究。

最近,许多媒体报道说,日本科学家成功克隆了已经死亡16年、肉质优良的冠军公牛“安福”。 值得称赞的是,它们是从冷冻了13年却没有经过任何抗冻治疗的睾丸组织细胞中克隆出来的。

“安福”是日本最着名的HIDA品牌牛肉的原始祖先。目前,日本68万头黑牛中约有30%与“安福”有关 1993年,“安福”死后12小时内,它的睾丸直接在-80℃冷冻,没有经过任何霜冻处理。十年后,它们被转移到液氮中并保存3年。 研究人员担心,随着时间的推移,优质“安福”的肉质会逐渐丧失,因此他们开始尝试克隆“安福” 他们首先分离出冷冻睾丸组织的一部分,并进行体外培养。令人惊讶的是,他们获得了活细胞并建立了4个细胞系。然后在过去的两年里,他们用这些细胞克隆并获得了4头克隆牛,其中一些至今还活着。

动物克隆技术可以完全转移动物的遗传物质,这对有价值的个体动物的繁殖和保护起着重要作用。 通过传统的有性繁殖方法获得的第一代个体只能遗传一半的优秀基因,然后来自优秀个体的基因经过回交后在后代的遗传物质中逐渐占据主导地位,这需要很长时间。 然而,通过克隆技术,我们可以在一个生长周期内完成优秀遗传物质的繁殖。

“复活”已经死去多年的动物是很困难的,因为

外国报道指出,这是科学界第一次克隆死亡超过10年的牛。克隆死亡超过10年的动物的最大问题是供体细胞的来源。

如果动物个体有保存完好的细胞系,可以通过核移植技术直接获得与个体具有相同遗传物质的克隆个体。 然而,在多莉羊出生之前,人们并不知道克隆动物可以通过体细胞核移植获得。因此,一些有价值的动物个体没有被细胞培养保存。死者通常被直接冷冻和保存。

目前有两种方法克隆这些冷冻保存的个体。一种是从上述冷冻组织中分离活细胞,然后克隆它们。这已被证明是可行的,但并不是所有冷冻组织或个体都能分离活的体细胞,这需要非常严格的保存条件。第二种方法是从冷冻保存(冷冻)的组织或个体中直接克隆细胞

2008年,第二种方法在小鼠模型上被证明是可行的 小鼠皮肤细胞在-80℃下直接冷冻约一年,然后用于核移植。结果,科学家发现他们的细胞遗传物质和染色体仍然保存完好,克隆小鼠可以通过两步核移植获得。

后来,科学家进一步证明,冷冻16年的小鼠体细胞也可以用于克隆。他们从冷冻16年的小鼠中分离出各种细胞核,并直接用于核移植,克隆小鼠通过两步方法获得。

在这两项研究中,研究人员未能通过经典的一步小鼠克隆技术获得克隆小鼠,即直接将克隆胚泡转移到代孕母鼠的子宫中。相反,克隆小鼠通过两步方法获得,即首先从克隆胚泡建立核移植胚胎干细胞系,然后通过四倍体胚胎注射或再次核移植。 一方面,它表明来自冷冻单个细胞的遗传物质和染色体保存完好,足以被重新编程以形成胚胎干细胞系和克隆动物。另一方面,也可以解释冷冻对细胞核造成了一些轻微的损伤,导致克隆小鼠不能通过一步核移植获得。

在两步小鼠核移植过程中,首先应建立小鼠核移植胚胎干细胞系。胚胎干细胞的体外培养过程可以为修复这些微小损伤提供时间,从而使这些细胞核能够修复到可以用于克隆的程度。 因此,应该指出的是,虽然通过上述方法获得的克隆小鼠似乎与正常小鼠没有什么不同,能够繁殖后代,但我们仍然不能排除染色体上存在小的基因序列变化,这种变化不会对个体的生长发育造成致命的影响。

我们离克隆猛犸象的梦想又近了一步

已经死去16年的牛已经“复活”。有可能繁殖已经死去很长时间的动物吗?在电影《侏罗纪公园》中,一只蚊子吸食了一只恐龙的血,这只恐龙恰好被琥珀完美地保存了下来。科学家通过基因技术重新创造了恐龙时代,这让许多科幻迷产生了对空的幻想

目前的研究表明,只要核材料保持完整,克隆灭绝的古代动物是可能的。

但是要克隆古代灭绝的物种,首先要考虑的是供体细胞核能否得到很好的保存。 这使得保存在西伯利亚冻土中的猛犸象成为科学家们最好的研究目标。

然而,克隆猛犸象仍然有许多困难

第一个问题是能否获得保存完好的核材料用于核移植。 尽管去年11月科学家公布了猛犸象几乎整个基因组的测序结果,但这仍然不足以证明这些长期冷冻保存的核材料可以用于核移植。

第二种方法是利用卵母细胞作为异核移植的核受体 从人们目前掌握的知识来看,物种越接近,就越有可能被成功克隆。 为了克隆猛犸象,非洲象似乎是卵母细胞的最佳提供者。然而,由于克隆效率低,需要大量卵母细胞,这大大降低了克隆的可能性。

第三个问题是克隆胚胎被转移到哪种动物身上进行移植和发育。 这需要找到一个相似大小的物种来充当代孕母亲。然而,非洲象似乎比猛犸象小得多。

正是因为这些困难,我们应该使用家畜或实验动物的卵母细胞,这些卵母细胞容易作为异种核移植的受体,如牛、猪、羊、兔等。首先建立异种重构胚泡,然后建立异种核移植胚胎干细胞系。 一方面,我们从死亡的猛犸象组织中获得了能够稳定传代的活细胞系,为以后的实验提供了大量的材料;另一方面,通过体外培养的过程,它可能有利于修复长期冷冻对细胞核造成的损伤,从而更有利于它在第二轮核移植中的使用。 当然,上述假设也很困难,如异种重建胚胎能否在体外发育成胚泡,如何获得异种核移植胚胎干细胞系等。

因此,我认为应该以实验动物为模型,开展同核和异核移植的研究,探索体细胞重编程的机制,提高核移植的效率。 随着核移植技术的进步和克隆机制的揭示,随着胚胎干细胞技术、基因重组技术、染色体重建技术等生物技术相关领域的发展。克隆猛犸象的梦想最终会实现。

《自然》 (2009-2-2 A1亮点)

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