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动科学院研究团队在《Nature Communications》杂志发表研究论文

  5月20日,《Nature Communications》(自然通讯)杂志在线发表了我校动物科学与技术学院李碧春和陈国宏教授研究团队的最新研究文章“Production of viable chicken by allogeneic transplantation of primordial germ cells induced from somatic cells”。该文章阐述了将鸡高度分化的成纤维细胞逆转为生殖干细胞繁殖后代的理论和方法体系。这一研究突破了禽类动物不能克隆的“瓶颈”,为禽类动物的保种和扩繁,特别是濒危禽类种质资源保护和复原提供了强有力的技术支撑。同时,该技术体系还可结合目前成熟的基因编辑技术,高效地获取基因修饰后代,可加快禽类动物的生物工程育种进程。

  自1997年“多莉”克隆羊问世以来,已经有20多种哺乳动物相继实现了体细胞克隆无性繁殖。然而,禽类动物特殊的卵生模式导致了成熟的体细胞核转移方法无法应用。其一,因为禽类动物的种蛋产出体外时,胚盘已经发育到晚期囊胚阶段,且与卵黄密切相连吸取营养,如果沿用哺乳动物体细胞核移植的方式,将重构胚胎植入种蛋中,就相当于把已经“着床”在子宫里的胚胎去掉,再植入重构胚胎继续发育,这个过程在禽类动物上目前不可能实现。其二,禽类动物卵母细胞中大的细胞核只被薄薄的一圈细胞质包裹,去除和移入细胞核几乎不可能,难以形成有生命力的重构胚胎,所以至今没有成功克隆禽类动物。其三,在理论上鸡的体细胞转分化为生殖干细胞的机制不清楚,使其诱导效率不能满足异体间移植需要。由于这些原因,禽类动物的克隆遇到了难以逾越的“卡脖子”问题,阻碍了禽类遗传学、发育生物学和家禽业生物工程育种、种质资源保存与濒危禽类恢复,以及分子机制研究等领域的研究工作的进程。

  李碧春和陈国宏教授研究团队经过10多年的探索攻关,研究了鸡体细胞逆转为原始生殖细胞过程中的遗传和表观遗传学分子机制,建立了一套理论和技术体系。将我国黑羽狼山鸡的体细胞逆转成生殖干细胞并异体间移植到隐性白羽白洛克受体鸡(代孕鸡)体内,产出了来源于供体黑羽狼山鸡的后代,即类似于哺乳动物的克隆。该项研究在国内外首次报道了可利用鸡的体细胞生产后代的新方法,文章的评审专家评价说“该技术是一次改变生产转基因或克隆鸡的传统规则的创新,对鸡相关研究领域非常有用”。

  该文章由我校硕士研究生赵瑞丰、袁霞和青年教师左其生为并列第一作者,李碧春教授和陈国宏教授为共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目资助。

 


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