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小鼠孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞系首次建立

日期:2012-05-02 08:50:11

中國(guó)科學(xué)院上海生科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所李勁松研究組和徐國(guó)良研究組在一項(xiàng)合作研究中,首次建立了來(lái)自孤雄囊胚的單倍體胚胎干細(xì)胞系,而這些細(xì)胞保持了一定水平的雄性印記,并進(jìn)一步驗(yàn)證這些細(xì)胞能夠代替精子在注入卵母細(xì)胞后產(chǎn)生健康的小鼠。相關(guān)研究成果今天在線發(fā)表于國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》(Cell),并被重點(diǎn)推薦。

 

據(jù)介紹,單倍體細(xì)胞,如酵母,是遺傳學(xué)研究的重要工具。自然狀態(tài)下存在的單倍體細(xì)胞只有結(jié)構(gòu)和功能均已特化的配子,包括卵子和精子。“然而卵子和精子不能在體外進(jìn)行培養(yǎng),因此也不能對(duì)其進(jìn)行基因操作。”李勁松表示,如果能夠在體外建立哺乳動(dòng)物的單倍體細(xì)胞系,將極大促進(jìn)哺乳動(dòng)物遺傳學(xué)及相關(guān)生命科學(xué)研究。

 

為了獲得單倍體的孤雄囊胚,研究人員采用了核移植的技術(shù),即將卵母細(xì)胞的核通過(guò)顯微操作的方法去掉,然后注入一個(gè)精子,形成攜帶來(lái)自父本基因組的單倍體重構(gòu)胚胎。這些胚胎在體外能夠發(fā)育到囊胚,從這些囊胚中分離建立了單倍體胚胎干細(xì)胞系。

 

單倍體胚胎干細(xì)胞系具有典型的小鼠胚胎干細(xì)胞特征,能夠在注入兩倍體囊胚中后形成嵌合體小鼠。“因?yàn)榫釉谛纬蛇^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生雄性印記狀態(tài),”李勁松告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者,“這種印記狀態(tài)是受精后胚胎發(fā)育的重要保證,而且在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中一直維持。”因此,研究人員分析了單倍體胚胎干細(xì)胞系的雄性印記水平,發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞保持了一定的雄性印記。

 

為了驗(yàn)證這些細(xì)胞是否能像精子一樣具有“受精”能力,研究人員將單倍體胚胎干細(xì)胞系注入卵母細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)部分“受精”的胚胎能夠發(fā)育成健康小鼠。最后,研究人員成功利用單倍體胚胎干細(xì)胞系進(jìn)行了基因打靶的嘗試。

 

有關(guān)專家認(rèn)為,單倍體胚胎干細(xì)胞系的建立為獲取遺傳操作的動(dòng)物模型提供了一種新的手段,也為細(xì)胞重編程研究提供了一種新的系統(tǒng)。

 


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