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我國研究團(tuán)隊實現(xiàn)高效體細(xì)胞克隆
2025年07月24日 15:25:32
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：1067
中國科學(xué)院研究團(tuán)隊突破了體細(xì)胞克隆胚胎發(fā)育過程中著床前和著床后表觀遺傳障礙，實現(xiàn)了目前最高水平的小鼠體細(xì)胞克隆胚胎出生率。
近日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所陸發(fā)隆團(tuán)隊和中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心孫強(qiáng)團(tuán)隊和劉真團(tuán)隊合作在Advanced Science上發(fā)表了題為Efficient somatic cell nuclear transfer by overcoming both pre- and post-implantation epigenetic barriers的研究論文。該研究通過組合技術(shù)策略同時突破了體細(xì)胞克隆胚胎發(fā)育過程中著床前和著床后表觀遺傳障礙，實現(xiàn)了目前最高水平的小鼠體細(xì)胞克隆胚胎出生率，為哺乳動物高效體細(xì)胞克隆提供了一種切實可行的技術(shù)策略。
體細(xì)胞克隆技術(shù)是指通過核移植技術(shù)，將一個體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去除了細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重新發(fā)育成胚胎，進(jìn)而產(chǎn)生與供體細(xì)胞遺傳信息一致的個體。這項技術(shù)自誕生以來，就因其在遺傳研究、疾病模型構(gòu)建以及瀕危物種保護(hù)等方面的巨大潛力而備受關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的體細(xì)胞克隆技術(shù)效率低下，成功率不高，一直是科學(xué)家們亟待解決的難題。
體細(xì)胞克隆胚胎具有完整的卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)以及與供體細(xì)胞一致的基因組DNA序列，其發(fā)育效率低下主要源于表觀遺傳異常導(dǎo)致的基因表達(dá)紊亂。此前，張毅實驗室和高紹榮實驗室的研究率先發(fā)現(xiàn)，在著床前體細(xì)胞克隆胚胎中存在H3K9me3、H3K4me3和組蛋白乙酰化等多種組蛋白修飾異常，干預(yù)這些異常組蛋白修飾可有效改善胚胎的著床前發(fā)育。進(jìn)一步，張毅實驗室發(fā)現(xiàn)小鼠體細(xì)胞克隆胚胎中非典型基因印記缺失；進(jìn)而周琪實驗室、李偉實驗室和陸發(fā)隆實驗室合作，通過在供體細(xì)胞中多基因雜合敲除以模擬主要非典型印記基因的印記表達(dá)狀態(tài)，證明修復(fù)非典型基因印記能夠有效改善體細(xì)胞克隆胚胎的著床后發(fā)育。然而，之前尚未有研究能同時解決著床前與著床后的表觀遺傳障礙，且現(xiàn)有用于修復(fù)著床后非典型印記的方法技術(shù)難度極大。
此項研究中，研究團(tuán)隊通過對體細(xì)胞克隆胚胎施以組蛋白去乙?；敢种苿┣乓志谹 (Trichostatin A, TSA)處理，同時向胚胎中注射編碼H3K9me3去甲基化酶Kdm4d和H3K4me3去甲基化酶Kdm5b的mRNA干預(yù)異常組蛋白修飾，有效解決了體細(xì)胞克隆胚胎著床前發(fā)育表觀遺傳障礙。同時，利用四倍體補(bǔ)償技術(shù)替換了克隆胚胎的滋養(yǎng)層細(xì)胞，有效解決了克隆胚胎胎盤組織中非典型基因印記缺失問題，從而有效解決了體細(xì)胞克隆胚胎著床后發(fā)育表觀遺傳障礙。通過這種組合體細(xì)胞克隆胚胎表觀遺傳障礙干預(yù)技術(shù)策略，實現(xiàn)了體細(xì)胞克隆小鼠移植胚胎約30%的出生率。
研究團(tuán)隊成功實現(xiàn)了高效體細(xì)胞克隆技術(shù)。這一成果不僅標(biāo)志著我國在生物科技領(lǐng)域的又一重要里程碑，也為未來的醫(yī)學(xué)研究、動物保護(hù)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了新的希望和可能。
素材來源：中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所
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