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世界首例手工克隆綿羊誕生已逾兩個(gè)月,各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定
圖為鵬鵬和它的代孕母羊。 劉鵬 攝
目前世界上首例采用手工克隆技術(shù)獲得的轉(zhuǎn)基因克隆綿羊,誕生至今已逾兩個(gè)月。目前,其體重已達(dá)17.28公斤,健康狀況良好。而且最近的取樣分析發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)入其細(xì)胞內(nèi)的“ω—3脂肪酸去飽和酶基因fat—1”已經(jīng)表達(dá)。
“這表明此次手工克隆羊工程取得了初步成功。下一步,我們還會(huì)對(duì)手工克隆羊的生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行跟蹤研究,后續(xù)過程還有很多難題有待突破?!鄙钲谌A大基因研究院副總裁、華大方舟公司總經(jīng)理杜玉濤不敢輕言樂觀。
這項(xiàng)技術(shù)突破,是由深圳華大基因研究院與中科院遺傳發(fā)育所、石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院聯(lián)合開展的。到底什么是手工克隆技術(shù)?它與我們常講的克隆有何不同?手工克隆羊的誕生,在科技創(chuàng)新上有哪些意義?日前,記者采訪了深圳華大基因有關(guān)研究人員,一一尋求這些問題的答案。
有何不同?
跟常規(guī)克隆相比,手工克隆最大的不同是在第二個(gè)步驟——重構(gòu)胚胎
杜玉濤介紹,手工克隆最早于2001年出現(xiàn),也不是最新的技術(shù),但之前只是用在克隆牛、豬上,克隆羊的成功,還是首次。
“跟常規(guī)克隆相比,手工克隆最大的不同是在第二個(gè)步驟——重構(gòu)胚胎?!比A大基因轉(zhuǎn)基因手工克隆羊項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉鵬介紹,在動(dòng)物卵母細(xì)胞的外圍,有一層堅(jiān)韌的透明帶,像“蛋殼”一樣包裹著卵母細(xì)胞。要給它換“蛋黃”,就必須先把這層“蛋殼”解決掉。這也是克隆過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
到底什么是手工克隆,這要從手工克隆羊誕生的過程說起。
3月26日12時(shí)16分,第一頭轉(zhuǎn)基因克隆羊成功誕生,初生體重5.74公斤,取名鵬鵬。目前,它各項(xiàng)生命體征正常。
鵬鵬來源于一項(xiàng)名為“農(nóng)業(yè)部綿羊轉(zhuǎn)基因新品種培育重大專項(xiàng)”的863課題。“2009年9月,當(dāng)時(shí)課題還沒申請(qǐng)下來,我們預(yù)先開展先期準(zhǔn)備,從新疆一只‘中國(guó)美利奴’品種的健壯種公羊的耳朵上取了一塊組織帶回深圳,建立轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。”杜玉濤說。
劉鵬介紹,所謂建轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系,是指在獲取的公羊體細(xì)胞中插入“ω—3脂肪酸去飽和酶基因fat—1”,經(jīng)過一段時(shí)間的增殖,篩選出顯示該基因陽性(也就是基因已經(jīng)成功插入)的細(xì)胞,再行增殖,形成一定數(shù)量的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞。
之后,就是手工克隆的關(guān)鍵步驟:2010年10月,項(xiàng)目獲批3個(gè)月后,研究人員將這批細(xì)胞帶到新疆,開始手工克隆實(shí)驗(yàn)。首先獲取母羊的一些卵母細(xì)胞,抽去細(xì)胞核,只留下細(xì)胞質(zhì)。就像“取出雞蛋的蛋黃”那樣,把承載遺傳信息的細(xì)胞核清除掉。再將之前獲得的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞融入進(jìn)去,猶如植入一顆新的“蛋黃”,使之融為一體。
這顆全新的“雞蛋”雖然來自兩個(gè)不同的個(gè)體,但它只有一套遺傳基因,全部來自同一只羊。新生的細(xì)胞在電擊激活和化學(xué)激活后開始以2的N次方速度分裂發(fā)育,經(jīng)過6—7 天后,形成一個(gè)囊胚?!斑@個(gè)步驟叫重構(gòu)胚胎的激活和體外培養(yǎng),最后得到的囊胚,肉眼下只是小小的一點(diǎn),放在顯微鏡強(qiáng)光下勉強(qiáng)可以看見?!眲Ⅸi說。
最后一個(gè)步驟是孕產(chǎn):重構(gòu)胚胎發(fā)育到囊胚后,2011年10月底到11月初,研究人員將其移植到代孕母羊子宮內(nèi),經(jīng)過5個(gè)月的懷孕期,鵬鵬誕生。
優(yōu)勢(shì)何在?
技術(shù)穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)易,將來可通過食用羊肉,降低心血管疾病發(fā)病率
用手工克隆代替常規(guī)克隆,首先一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是它相對(duì)簡(jiǎn)化、成本降低。劉鵬介紹,一套用于操作去核—注核的顯微操作儀,造價(jià)在三四十萬元左右,新疆的氣候和實(shí)驗(yàn)條件,對(duì)完成這些操作都很不利;而“手工克隆”不需要太多尖端儀器,只需要一臺(tái)幾萬元的普通顯微鏡,在放大40—50倍的鏡頭下,研究人員能夠輕易地找到細(xì)胞核所在區(qū)域并順利切掉。
另外,從現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)來看,手工克隆每步的效率、成功率都高于常規(guī)克隆。劉鵬說,從囊胚率來說,常規(guī)僅為5%—10%,而手工克隆能達(dá)到10%以上?!耙酝龅目寺∝i,囊胚率通常都在30%—40%,最高的達(dá)50%—60%?!睆膽言幸院蟮漠a(chǎn)仔率來說,這次研究人員移植了30只代孕母羊,最后成功受孕并生下來3 只,存活2只,“這個(gè)比例已經(jīng)是高于以往的常規(guī)克隆了?!?/p>
鵬鵬集聚了中國(guó)科研人員的兩項(xiàng)努力:除了手工克隆的技術(shù)降低了克隆的成本和難度,有利于進(jìn)一步普及外;轉(zhuǎn)入“ω—3脂肪酸去飽和酶基因”,則有可能讓羊不僅能產(chǎn)肉、產(chǎn)奶、產(chǎn)毛,體內(nèi)還能合成深海魚油中富含的不飽和脂肪酸ω—3。
ω—3不飽和脂肪酸是人體必需的一種脂肪酸,具有心血管保護(hù)作用。科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí),如果ω—3攝入不足,心臟病、糖尿病、關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕和一些癌癥的發(fā)病率就會(huì)提高。長(zhǎng)期以來,人類一直通過深海魚油等食品來補(bǔ)充自己所需的ω—3。
而現(xiàn)在,手工克隆綿羊的身上轉(zhuǎn)入了ω—3基因,能夠在羊奶及羊肉中表達(dá)ω—3不飽和脂肪酸,“未來我們經(jīng)過一系列安全試驗(yàn)以后,也許可以出售具有大量ω—3不飽和脂肪酸的羊肉及羊奶,可以幫助人們通過食物達(dá)到降低心血管疾病的發(fā)病率及死亡率的目的?!倍庞駶f,事實(shí)上,鵬鵬不僅是科學(xué)研究的產(chǎn)物,也是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展“戰(zhàn)略儲(chǔ)備項(xiàng)目”中的一個(gè)部分。國(guó)家農(nóng)業(yè)部門專門出資支持,培育動(dòng)物新品種,對(duì)生物技術(shù)進(jìn)行戰(zhàn)略儲(chǔ)備。
但是,這畢竟是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,要投入市場(chǎng)還需要相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。
來源:人民日?qǐng)?bào) 編輯:許銀娟