每日热文

全球首次!中国科学家成功克隆灵长类动物

1月24日,中国科学院上海神经科学研究所宣布,利用体细胞核移植技术,团队在国际上首次实现非人灵长类动物的体细胞克隆,两只克隆猴“中中”、“华华”分别于2017年11月27日及12月5日诞生。克隆猴的成功,是中国生命科学界、乃至科学界过去几年最重要的成果之一。该成果发表于今日的Cell期刊。


撰文 《环球科学》记者 方行苇



本世纪初,又一次在非人灵长类动物克隆上遭遇失败后,匹兹堡大学的科研人员在《科学》上发表文章,声称用体细胞克隆非人灵长类动物的理想是不可能实现的。当时,克隆羊多莉还是全球焦点,克隆技术正在一日千里的飞速发展中。针对这一论调,俄勒冈大学的著名科学家米塔利波夫撰文指出,科学家更应该从人迹罕至的科学道路上发现不寻常的风景。但在2011年,米塔利波夫也遭遇了重大失败:他制备的克隆猴在怀孕81天后流产。


也是在这一年,中国科学院神经科学研究所在乌镇召开会议,研究脑疾病的诊治。在这次会议上,神经所所长蒲慕明提出,科学界要想突破脑疾病诊治和脑科学研究的困境,就必须开发出新的实验动物,与人类最为接近的灵长类动物正是最合适的选择。考虑到猕猴漫长的生育周期——每28天有一次月经、完整的怀孕周期长达160天、性成熟时间长达5年,以及猴类复杂的遗传背景,蒲慕明认为走通这条路的惟一可能就是让克隆猴变成现实。


接下来五年时间中,孙强领导着一个包括兽医、护士、硕士、博士在内的十几人团队,其中的核心人员、也是本次论文的第一作者是博士后刘真。在承担其他任务的同时,这个团队最终以渐进性的方式开始向突破性成果的实现发力。他们全方面改进了与克隆猴有关的显微操作技术,将从卵细胞中提取细胞核的技术提升到10秒之内,并将向卵细胞中注入体细胞的操作时间限制在15秒之内,从而将卵细胞在克隆过程中的伤害降低到了最小限度。


全球首次!中国科学家成功克隆灵长类动物

通过SCNT技术,使用胎儿猴的成纤维细胞培育克隆猴的过程。图片来源:Cell, Liu et al., 2018

A:科学家培养的胎儿猴的成纤维细胞。

B和C:猴子卵细胞中的纺锤体—染色体复合物(箭头位置)被移除。

D:通过激光辐射,在卵子的透明带(箭头位置)上制造一条裂缝。

F:经过灭活仙台病毒(HVJ-E)处理过的成纤维细胞(箭头位置)被注射到卵黄周隙。

G:成纤维细胞与卵细胞的细胞质融合后,在前者的细胞核的作用下,卵子内形成了类似纺锤体的结构。

H:用离子霉素和DMAP(4-二甲氨基吡啶)活化重建卵母细胞。所有活化的胚胎显示单原核(箭头位置)。

I:把Kdm4d-mRNA注入胚胎后,胚胎逐渐发育成囊胚(箭头所指为内细胞团,ICM)

J-L:ICM正常和不正常发育的囊胚的对比图。


同时,他们广泛吸收了前沿科学的最新成果。通过将两种重要的酶注入尚未形成囊胚的卵母细胞中,他们实现了最为重要的重编程过程的启动,突破了非人灵长类动物克隆的最主要障碍。2017年11月27日,名为“中中”的第一只克隆猴诞生;几天之后的2017年12月5日,名为“华华”的第二只克隆猴也诞生;第三只克隆猴“梦梦”预计也将在不久后降生。


全球首次!中国科学家成功克隆灵长类动物

两只克隆猴中中、华华。图片来源:Cell, Liu et al., 2018


总结这次成功积累的经验时,蒲慕明认为,中国年轻一代的科学家,愿意放弃更好的海外求学机会,留在国内以极低的经费、极大的努力开展风险更大的实验,同时中国的科研机构愿意支持这类在国外率受挫折的重要基础研究,是这项研究可以成功的最关键因素之一。


克隆猴的成功是全球生命科学界在过去很长一段时间中的一项具有里程碑意义的成果。如果能在现在的基础上更进一步,通过各种工具猴的开发让猕猴成为符合科学家预期、能对多种基因缺陷疾病进行模拟的完美实验动物,这将是一项足以改变人类未来的重大成就。



阅读更多


▽ 故事

· 诺奖得主山中伸弥或因下属造假辞去领导职务,京都大学认定研究人员学术不端

· Y染色体正在逐渐消失,这是否会导致男性的消亡?

· 美国政府破产波及全球科研,NIH停止Pubmed各项服务

▽ 论文推荐

· AI时代的高科技读心术:算法解码脑中图像

· 大脑镜像神经元的活动影响人们的道德选择 | Front Integr Neurosci 论文推荐

▽ 论文导读

· Nature 一周论文导读 | 2018 年 1 月 11 日

· Science 一周论文导读 | 2018 年 1 月 12 日


内容合作请联系

keyanquan@huanqiukexue.com

全球首次!中国科学家成功克隆灵长类动物