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沪科学家助力哺乳类生命研究 "人造精子"基因可加工遗传

发布时间:2012年04月29日 02:52 | 进入复兴论坛 | 来源:东方网 | 手机看视频


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  东方网4月28日消息:最快只需一代,就能培育出实验需要的转基因动物,这可是生命科学家梦寐以求的好事。这或许很快就会变为现实。

  昨天,国际著名学术期刊Cell以“特别推荐论文”刊发了来自中科院上海生科院生物化学与细胞生物学研究所李劲松、徐国良研究员的最新成果,他们找到了一种制造“人工精子”的方法,可以对人造精子中的基因进行“加工”,并稳定地遗传给后代。该杂志认为,这一成果将极大促进哺乳动物遗传学及相关生命科学的研究。

  在自然界,哺乳动物的普通细胞中都含有两套DNA,一套来自父亲,另一套来自母亲。而精子和卵子是一类特殊的细胞,它们每个细胞中只含有一套DNA,当它们结合到一起变成受精卵时,才能发育成一个新个体。

  徐、李两位研究员作了一个异想天开的尝试:让一个单独的精子发育成一个具有100多个细胞的胚胎。这能行吗?对于已经成熟的精子,当然不可能,不过他们把一个精子注入了一个去掉DNA的卵细胞中,这个只有来自父亲遗传物质的“受精卵”就开始发育了,这即是“孤雄单倍体胚胎”。

  在这个过程中,科学家发现了许多有趣的现象――

  精子可以决定性别,一种是可生出雌性小鼠的,包含X染色体;另一种是雄性的,包含Y染色体。所有发育存活下来的,全部都是“雌性精子”。李劲松解释,过去有实验证明,X染色体上含有许多胚胎早期发育基因,而Y染色体没有。更有趣的是,尽管“孤雄胚胎”只有一套染色体,但在发育过程中,细胞会逐步拥有两套DNA,变成正常的双倍体,这让科学家感到异常惊奇,不明白自然界通过什么方式在“纠错”。

  另外,拿出任何一个“孤雄单倍体胚胎”细胞,都可以当作精子使用,使卵细胞受精,并生下正常小鼠――可惜的是成功率比正常精子低了4-5倍。但好处在于,这种“人造精子”的基因可以被“加工”,比如敲除或增加某个基因,这使得科学家能方便地制造出实验所需要的小鼠模型,而且保证能将基因的“加工结果”稳定地表现出来,并遗传给后代。

  徐国良介绍,一般小鼠繁殖一代需要约3个月,而按照传统方式,要繁殖2-3代小鼠才能获得所需要的转基因或基因打靶小鼠,如果利用这种新技术,1-2代即可搞定,相当于将实验周期缩短了1-2倍。

  “如果这种方法运用到像猴子这样的非人类灵长类实验动物上,效果将更显著。”李劲松说,因为猴子的繁殖周期以年计,且一般一次只生一胎,靠“撞大运”方式获得需要的转基因动物,成本十分高昂――这种新方法无疑大大缩短了培养时间,降低了实验成本。

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