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  • 中华克隆猴“中中”和“华华”“萌翻”世界

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2020-03-16

    作者:张宝树资料来源:人民日报海外版发布时间:2018/2/4 9:39336042

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    Chinese clocked Monkey " Medium " and " Hua Hua " and "孟凡" World

    体细胞克隆Monkey "Medium" and "Hua Hua"

    新华社公告

    体细胞克隆Monkey Process Diagram

    (Baidu.net)

    近日,中国科学院神经科学研究所孙强团队宣布这一成果作为封面文章发表在《生物学》杂志《细胞》上。

    ①灵长类动物在体细胞克隆中面临巨大障碍

    克隆羊诞生于20多年前。在接下来的几年里,老鼠、猪、牛、马、狗、猫和其他动物都被成功克隆,但是用体细胞克隆猴子却没有成功。

    体细胞克隆是取出体细胞的细胞核,取代卵细胞的细胞核。新引入的卵细胞的细胞核将被“强迫”作为卵细胞的细胞核,并“指导”卵细胞发育成完整的个体。这有点类似于重新编程计算机硬件。

    从体细胞克隆灵长类动物极其困难,在很大程度上是因为灵长类动物的卵细胞和体细胞核“特别灵活”。一方面,灵长类卵细胞“极其敏感”,即使轻微挤压也会导致异常分裂,更不用说“大手术”,如更换移植细胞核。另一方面,灵长类动物的体细胞核“非常怀旧”。即使他们在过去被移植,并且“岗位转换”成功,他们也很难努力工作。重新编程要么很难开始,要么半途而废。

    正是因为困难,科学家用体细胞克隆灵长类动物的努力一直都失败了,所以业内一些知名科学家断言,基于绵羊“多莉”体细胞克隆技术克隆猴子“不可行”。

    ②中国克隆猴“神奇技能”和“神秘配方”的成就

    数据显示,中国科学家已经利用猕猴胎儿的体细胞作为细胞核来源,将79个克隆胚胎移植到21只代孕母猴身上,其中6只成功受孕,并最终产下存活了约一年的下体细胞克隆猴“钟”和“华华”。

    尽管实验的成功率需要提高,但中国科学家已经克服了这个公认的世界问题。他们成功的原因可以归结为两个方面:第一,他们已经努力工作了许多年,并且努力发展他们在微观操作方面的“魔力”。二是在国际同行研究的基础上大胆创新“神秘”公式。

    刘真的是实验小组的主要成员之一。他花了3年时间练习核转移的微观操作这一独特技能。据报道,他可以在10秒内摘除卵母细胞,并在15秒内将体细胞注入卵母细胞。因为手术越快,对卵细胞的损害就越小。这种非凡的速度是实验成功的最重要基础之一。找到一个“神秘”的公式来打破限制体细胞重编程的障碍是实验团队成功的另一个关键,而这个公式正是得益于国际同行的研究成果。十多年前,一个日本研究小组发现一种抑制剂可以提高克隆效率。后来,美籍华人科学家张毅的实验室发现了一种可以大大提高重编程效率的酶。孙强团队将抑制剂和酶结合起来,找出了两者的理想浓度组合,形成了一个“神秘”的公式。由此可见,中国克隆猴是世界科学界共同努力的结果,也是世界科技融合发展的结晶。当然,在这个过程中,中国科学家的杰出贡献是显而易见的。

    ③率先开启用恒河猴作为实验动物模型的时代

    "这是一项重大的技术突破,许多专家一直认为这是不可能的!"国际细胞治疗协会主席、医学科学家约翰拉斯科(John Lasko)对中国科学家的杰出贡献深表钦佩。他说:“中国科学院的作者在第一周报道了通过体细胞核移植和化学重编程生产的克隆恒河猴的出生和生长。20年前,类似的技术曾被用于生产多莉羊,但这一次,来自上海的科学家使用了聪明的化学方法和操作技能来克服多年来导致猴子克隆失败的障碍。”

    吴军,得克萨斯大学西南医学中心助理教授,表示中国克隆猴子的培育是一项“里程碑式的工作”。作为业内人士,吴军参与了人猪嵌合体胚胎的培育和美国第一次人类胚胎基因编辑。他说猴子是最接近人类的灵长类动物,“可以用作人类疾病的灵长类动物模型”。

    至于中国克隆猴子的价值,孙强团队所在的中国科学院神经科学研究所也在其官方网站上充分解释了体细胞克隆猴子的重要性在于能够在一年内生产出大量具有相同遗传背景的模型猴子。体细胞有效用于体外基因编辑,准确筛选出相同基因型的体细胞,通过核移植方法产生大量相同基因型的胚胎,雌性猴载体怀上并出生一群具有相同基因编辑和遗传背景的猴群。这是进行脑科学研究和人类疾病动物模型的关键技术。

    这一成功标志着中国将率先开始使用猕猴作为实验动物模型的时代。这一突破还实现了领先、弯道超车等目标,进一步巩固了中国科学家在相关国际科学项目中的领先地位。

    (本报综合报道及微信公众号《果壳网》)

    Link One

    Open a New Area of Medicine

    Monkey是神经科学领域不可或缺的实验动物。如果你比较其他动物的大脑,你会发现只有猴子的大脑才能与人类的大脑相匹配。

    猴子可以模仿许多人类行为和决定,训练有素的猴子甚至可以和人下棋和打牌。他们甚至不需要训练就能理解“看到的东西”实验室里相当多的猴子知道研究生会被欺负,但是老师不会被激怒。

    猴子将患有与人类非常相似的脑部疾病,包括自闭症、抑郁症、帕金森病等。预计科学家将利用基因编辑和克隆技术快速制作相关猴子模型,并利用这些模型研究疾病的发病机理和测试新的治疗方法。人类对上述疾病的理解将会有质的飞跃。

    迄今为止,我们对大脑思维背后的神经机制知之甚少。猴子克隆技术的突破可能会帮助人类破解大脑用于决策的“算法”。有了克隆猴子,人类可以自由地将“光遗传学”(一种结合光学和遗传学来精确控制特定神经元活动的技术)和其他技术应用到灵长类动物身上,从基因和神经回路的层面深入了解灵长类动物的大脑这对理解人类大脑具有非同寻常的意义。

    克隆猴子将开辟基因治疗的新领域。在此之前,几乎不可能创造出患有遗传性疾病的猴子模型,因此基因治疗的概念一直是动物实验和人类实验之间的巨大差距。对人体的一些尝试也面临伦理批评。现在,这一切都将成为过去。也许,在未来的医院里,基因修复将成为一个必要的课题,就像治疗人体器官一样。

    我们很幸运地见证了一个伟大时代的开始,可以期待一个更美好的未来。

    链接2

    克隆:工作主体

    克隆的最大优势在于基因编辑动物的培养。对科学家来说,编辑体外培养细胞的基因更容易,编辑单个动物的基因极其困难,克隆相当于把平板培养的细胞变成笼子培养的动物。动物与细胞有完全相同的基因这对基因编辑动物的生产具有重要意义,因此克隆曾是基因编辑动物生产的少数技术选择之一。

    CRISPR/Cas9改变了这种情况。基因编辑技术效率极高。在老鼠和其他动物中直接编辑单个动物的基因很容易。我们还应该克隆什么?那时,原本熙熙攘攘的克隆技术研究变得冷清。放眼世界,只有少数机构继续他们的研究。

    由于猴子似乎根本无法克隆,最好用CRISPR/Cas9编辑猴子基因。然而,猴子似乎有一定的体质,必须应对新技术克隆是不可能的,CRISPR/Cas9实际上是无效的。如果在老鼠身上运行顺畅的技术应用到猴子身上,基因编辑的效率将下降至少90%。2014年,中国科学院昆明动物研究所研究员魏徵率先将CRISPR/Cas9应用于恒河猴。结果非常低效。恒河猴体内的细胞很少被成功编辑,只能用非常精确的生物检测方法来检测。

    虽然中国科学家通过一系列的改进将基因编辑猴子提高到了实用的水平,并且也进入了国际前沿,例如,已经开发了具有特定遗传疾病的猴子模型,但是仍然存在周期长或应用范围窄等问题。

    突然回头,人们发现克隆技术并没有过时。中国科学家最近成功培育出带有体细胞的克隆猴子,表明这项技术仍然是制作基因编辑猴子模型的最佳选择。

    (微信公众号《果壳网》投稿)

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