千龙网综合报道“拔一根头发,化作万根头发”。《西游记》中,孙悟空只用几根头发就能变出数百只一模一样的猴子。现在中国科学家让这个古老的神话变成了现实。中国克隆成功——只猴子!
中国科学院近日宣布,全首只体细胞克隆猴“中中”于2017年11月27日诞生,10天后第二只克隆猴“花花”诞生。该研究成果于北京时间1月25日以封面论文形式在线发表在著名学术期刊《Cell》上。
每个人可能都熟悉“复制”的概念。自1996年第一只克隆羊多莉诞生以来,近20年来,世界各地的科学家一直在利用体细胞克隆牛、老鼠等动物,但始终未能攻克克隆非克隆动物的难题。人类灵长类动物。最接近人类的题。
经过五年的努力,中国科学院神经科学研究所孙强团队在全生物学前沿成功突破了这一难题。此消息一出,立即引起业内高度关注。为什么克隆猴子如此困难?出生的价值是什么?当我们打破克隆非人灵长类动物的障碍时,下一步将采取哪些措施来解决克隆人的敏感领域?
撞上朋友圈的两只小猴子,有着特殊的来历
翻译猴体细胞克隆有什么优势?
首先解释一下“克隆”,克隆是指生物体通过体细胞进行无性繁殖,是指通过无性繁殖形成的一组具有相同基因型的后代。
“姐妹”中中和花花的基因源自同一个流产的雌性猕猴胎儿。研究人员从猕猴胎儿中提取了一些体细胞,并将其细胞核“移植”到几个被去除细胞核的卵细胞中,从而产生了具有相同基因的后代,这一过程称为克隆。
为什么猴子的体细胞克隆如此重要?2000年,美国培育出了用胚胎细胞克隆的猴子,这两者有什么区别呢?
中国科学院学者、中国科学院神经科学研究所所长蒲慕明表示,动物克隆的目的是为了进行相关研究。虽然老鼠现在普遍用于科学研究,但它们距离人类却很遥远,距离人类最近的实验动物是猴子。因此,不同国家的科学家利用大量的实验猴进行研究。然而,在自然条件下,需要大量的实验猴来消除其他因素的影响,准确识别导致疾病的基因,或者评估药物的有效性。因此,培育具有相同遗传背景的动物就成为了科学家们的目标。这需要复制。付慕明先生表示“克隆猴的遗传背景相同,减少了实验中个体差异的干扰,大大减少了实验动物的使用数量。”
那么体细胞克隆相对于胚胎克隆有哪些优势呢?简单来说,克隆胚胎细胞就像同卵双胞胎一样,理论上它不能无限分裂,因此无法产生足够多具有相同遗传背景的动物。然而,体细胞克隆的不同之处在于,它理论上允许产生无限数量的具有相同背景的动物。同时,体细胞克隆对于基因编辑也更加简单。付慕明博士表示“胚胎克隆有很多题是基因编辑无法解决的,比如脱靶效应等。但如果将基因编辑用于体细胞克隆,这些题就可以解决。”可以相对容易地解决。”
克隆猴的简单流程图
克隆猴“正中”和“花花”的诞生故事
体细胞是与生殖细胞相关的一种细胞,但与生殖细胞不同的是,体细胞的遗传信息不会传递给下一代。
“体细胞执行特殊的功能。例如,红细胞执行营养功能,免疫细胞执行免疫防御功能。这些都没有发育特性。但是,有些体细胞可以在体外培养到无限期。然后,在2012年,Sun中国科学院神经科学研究所研究员强启动了体细胞克隆猴研究项目,带领博士后研究员刘震领导的团队开展了五项研究工作。
此前,体细胞克隆技术曾一度非常流行。1997年,第一只体细胞克隆动物——多莉羊诞生,从此,体细胞克隆技术不仅被用来培育马、牛、羊、猪、骆驼等大型牲畜,还被用来培育小鼠和大型动物。大鼠、兔、猫、狗等各种实验动物。然而,在与人类最相似的非人类灵长类动物中进行体细胞克隆的题尚未得到解决。
2003年,匹兹堡大学医学院研究人员在著名学术期刊《科学》上发表论文,指出利用现有技术克隆灵长类动物是“不可能的”。2010年,俄勒冈灵长类研究中心著名科学家米塔利波夫带领团队成功植入克隆猴胚胎,但胚胎仅发育81天就流产了。
“过去20年来,美国、中国、德国、日本、新加坡和韩国的许多科研机构都在这一领域不断探索和尝试,但从未成功。”白春礼解释了原因。首先,供体细胞核在受体体内,由于卵母细胞重编程不完全,胚胎发育率较低;其次,用作受体的卵母细胞数量有限,操作非人灵长类胚胎的技术尚不成熟。却又完美。灵长类动物的体细胞克隆屡屡失败。
难度不言而喻,但探索的脚步并没有就此停止。“传统医学实验中广泛使用大鼠的一个重要原因是它们能够快速近亲繁殖。然而,药物研发中常用的大鼠模型与人类相去甚远。通过大鼠模型来筛选候选药物需要投入巨大的资源。”在白春礼不少人看来,如果没有克隆猴,就很难建立模拟人类疾病如阿尔茨海默病、自闭症等脑部疾病的动物模型,免疫缺陷、肿、代谢疾病等方面的研究也无法顺利有效地进展。
克隆猴已经成为体细胞克隆技术领域众所周知的重大未解难题,可见全世界都在期待它的重大突破。跟随中科院前瞻性的战略部署,中科院学者、神经科学研究所所长蒲慕明带领的孙强研究团队向非生命体体细胞克隆发起了进攻。-人类灵长类动物。
天道酬勤,两只精灵般的猴子接连诞生,在非人灵长类研究领域,中国实现了从“跟随”世界到“领先”的显着转变。
孙强透露,如果一切顺利,第三只体细胞克隆猴“萌萌”可能会在本月底诞生,并与“中中”和“花花”团聚。目前,科学家们一直在研究和了解许多脑部疾病的基因突变基础。下一步,我们计划重点开展针对性研究,“生产”一批针对阿尔茨海默病、自闭症等多种疾病模型的克隆猴群体,并通过在其基因中插入相关疾病的突变基因来加速免疫。针对缺陷、肿和代谢性疾病的新药研发过程将造福社会。
释疑关于中国克隆猴的三个题
1为什么要为克隆猴烦恼?
从第一只克隆羊到第一只克隆猴,历时21年。在此期间,许多国家的科学家克隆了牛、老鼠、猪、猫、狗等动物,但对猴子却无能为力。
2003年,匹兹堡大学医学院研究人员在著名学术期刊《科学》上发表论文,指出利用现有技术克隆灵长类动物是“不可能的”。
最接近的实验是在2010年。俄勒冈灵长类研究中心的著名科学家米塔利波夫带领团队成功植入克隆猴胚胎,但胚胎在发育81天后以流产告终。
中国科学院神经科学研究所研究员孙强表示,克隆猴主要面临三个难点。
题之一是细胞核难以识别且难以“去核”。
为了使受体卵细胞能够接受称为体细胞细胞核的“外来家具”,必须首先“去除”细胞核。然而,提取猴卵细胞却非常困难。
在孙强团队中,博士后刘震是“核消除”的主要操作者。刘震借助显微镜设备,用熟练的双手反复练习,以最短的时间、最小的损失完成了“成核”操作,为后续克隆工作奠定了重要基础。
第二个题是卵细胞容易过早激活。
在克隆过程中,当体细胞的细胞核进入卵细胞时,它首先必须“唤醒”卵细胞,并开始一系列的发育“程序”。所以,‘醒来’的时机需要非常精准的计时。然而,用传统方法很容易提前“唤醒”猴蛋,这往往会导致复制“程序”无法正常启动。
第三个题是体细胞克隆胚胎发育效率低。
突然转移到卵细胞的细胞核必须充当受精卵,但“把鸭子推上架子”是非常困难的,科学家必须采取各种措施来“保护”它。如果“保护”不有效,大多数克隆胚胎将难以正常发育,常常是死产。
经过五年的不懈努力,孙强团队成功突破了世界生物学前沿的克隆猴难题。通过DNA指纹鉴定,“正正”和“花花”的核基因组信息与供体体细胞完全匹配,证明两姐妹是真正的克隆猴。
2、克隆猴的实用价值是什么?
那么猴体细胞克隆技术的突破可以用来做什么呢?
“小鼠模型常用于研究人类疾病,但利用小鼠模型筛选的药物大多效果不佳。”中国科学院院士、中国科学院神经科学研究所所长蒲慕明说。如果在人类身上进行实验,可能会产生副作用……归根结底,老鼠和人类有很大不同。灵长类动物作为人类的近亲,将通过体细胞克隆技术深入研究阿尔茨海默病、自闭症等脑部疾病以及免疫缺陷、肿、代谢性疾病的机制研究、干预、诊断和治疗。未来比以往任何时候都更加光明。
“这也是‘全脑介观神经连接图谱’科学计划的核心技术。”付慕明说。付慕明表示,“我国目前在这一领域处于领先地位,未来我们将把我国打造成脑科学人才的聚集地。”世界。
中国科学院院长白春丽表示,这一成果不仅对基础研究具有重要意义,还将推动我国率先发展基于动物模型的新型药物研发产业链。我们接受促进非人类灵长类疾病的挑战,以解决我国人口健康领域的关键题。
3.下一步会是克隆人吗?
结果公布后,人们最关心的题之一是“如果克隆猴子成为可能,下一步会是克隆人吗?”
中国科学院院士、中国科学院神经科学研究所所长蒲慕明表示“这符合公共利益。我们研究的目的是不是克隆人类,而是改善人类健康并研究脑科学的基本题。”
他表示,今天猴体细胞克隆技术的突破“意味着克隆人类的技术障碍已被扫除”,意味着理论上和技术上都是可能的,但研究人员还没有考虑在人类中进行相关的克隆研究。未来不会有克隆人的研究。目前还没有后续行动,也没有克隆人类的计划。
付慕明教授表示,“没有必要研究克隆人来研究相关题,社会也不允许克隆人。”在他看来,每一项科学发现都是一把双刃剑它要么带来巨大进步,要么导致一系列危机,核能和基因编辑就是最好的例子。在生命科学领域的题上,不仅是科学家,政府部门和全社会都必须参与进来,通过立法来人们的行为,做出正确的决定。
付慕明先生还补充道,“我们必须关注新技术,但我们不能害怕。”他表示,克隆猴研究的这一突破性进展有望在一定程度上“解决”一些争议。
目前,我国每年出口数万只猴子,主要用于科学研究和药物检测。付慕明表示,此举因题而备受争议,现在,猴子体细胞克隆技术可以让研究人员利用体细胞在体外有效编辑基因,产生大量基因型完全相同的胚胎,他表示有可能开发它。具有相同基因型的胚胎模型猴具有相同的遗传背景。
蒲慕明表示,研究人员只需要利用少量的克隆猴就可以完成高效的药物筛选。
克隆猴“中中”和“花花”正在中国科学院神经科学研究所的非人灵长类保育箱中得到精心照顾。
中国创造克隆猴,外国专家怎么看?
观点一、技术“更新”
这项研究采用体细胞克隆技术,即首先从一只猴子身上提取体细胞,去除细胞核,将其移植到另一只猴子的卵细胞中,该卵细胞已被“去除”细胞核,然后将合成的卵细胞插入到猴子的蛋。第三只猴子,克隆猴最终在猴子的子宫内发育。
参与世界首只体细胞克隆动物“多莉”羊克隆的英国罗斯林研究所退休科学家威廉里奇在一份声明中表示,“中中”和“花花”的克隆方法是一致的。如何克隆“多莉”是“相似”的。
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