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我國研究團隊實現(xiàn)高效體細胞克隆
2025年07月24日 15:25:32
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：1375
中國科學院研究團隊突破了體細胞克隆胚胎發(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胞克隆胚胎出生率。
近日，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所陸發(fā)隆團隊和中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心孫強團隊和劉真團隊合作在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策略同時突破了體細胞克隆胚胎發(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胞克隆胚胎出生率，為哺乳動物高效體細胞克隆提供了一種切實可行的技術策略。
體細胞克隆技術是指通過核移植技術，將一個體細胞的細胞核移植到去除了細胞核的卵母細胞中，使其重新發(fā)育成胚胎，進而產(chǎn)生與供體細胞遺傳信息一致的個體。這項技術自誕生以來，就因其在遺傳研究、疾病模型構建以及瀕危物種保護等方面的巨大潛力而備受關注。然而，傳統(tǒng)的體細胞克隆技術效率低下，成功率不高，一直是科學家們亟待解決的難題。
體細胞克隆胚胎具有完整的卵母細胞細胞質以及與供體細胞一致的基因組DNA序列，其發(fā)育效率低下主要源于表觀遺傳異常導致的基因表達紊亂。此前，張毅實驗室和高紹榮實驗室的研究率先發(fā)現(xiàn)，在著床前體細胞克隆胚胎中存在H3K9me3、H3K4me3和組蛋白乙?；榷喾N組蛋白修飾異常，干預這些異常組蛋白修飾可有效改善胚胎的著床前發(fā)育。進一步，張毅實驗室發(fā)現(xiàn)小鼠體細胞克隆胚胎中非典型基因印記缺失；進而周琪實驗室、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狀態(tài)，證明修復非典型基因印記能夠有效改善體細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)有用于修復著床后非典型印記的方法技術難度極大。
此項研究中，研究團隊通過對體細胞克隆胚胎施以組蛋白去乙酰化酶抑制劑曲古抑菌素A (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干預異常組蛋白修飾，有效解決了體細胞克隆胚胎著床前發(fā)育表觀遺傳障礙。同時，利用四倍體補償技術替換了克隆胚胎的滋養(yǎng)層細胞，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。通過這種組合體細胞克隆胚胎表觀遺傳障礙干預技術策略，實現(xiàn)了體細胞克隆小鼠移植胚胎約30%的出生率。
研究團隊成功實現(xiàn)了高效體細胞克隆技術。這一成果不僅標志著我國在生物科技領域的又一重要里程碑，也為未來的醫(yī)學研究、動物保護以及農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了新的希望和可能。
素材來源：中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所
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