目前人类在生物圈研究领域有哪些成就?
克隆羊多利出生于1996年7月5日,于1997年首次向公众公开。被美国《科学》杂志评为1997年度世界十大科技进步之首,也是当年最引人注目的国际新闻之一。
在培育多莉羊的过程中,科学家采用了体细胞克隆技术,也称为体细胞核移植(SCNT)。
SCNT是动物细胞工程技术的一种常用技术手段,它涉及将供体体细胞核转移到去核卵母细胞中,使后者在没有精子穿透等性过程的情况下被激活、分裂并发育成新的胚胎,这个胚胎最终将发育成动物个体。
2.中国团队解决异种移植难题。
最近,《科学》杂志在线发表了一项重量级研究。来自浙江大学、云南农业大学、重庆第三军医大学、哈佛大学等科研机构和公司的团队使用CRISPR-Cas9基因编辑技术。
一举解决了猪器官移植到人体的关键问题。本研究的通讯作者是2017全球青年领袖、80后科学家杨鲁涵博士。
器官移植已经影响了全世界数百万人的生活。以美国为例。此时此刻,排队等待器官移植的患者人数高达654.38+0.2万。但每年可用于移植的器官数量非常有限,成功的器官移植手术只有3万多例。据估计,2016年,每天有22名患者在等待器官移植时死亡。
3.核移植技术的重编程能力强于诱导多能干细胞技术。
体细胞核移植和诱导多能干细胞是体细胞重编程的两种最重要的技术手段。核移植技术和诱导多能干细胞在重编程能力上是否存在差异,一直是备受关注的问题。
2009年,高绍荣的实验室通过四倍体互补实验获得了所有由ips细胞发育而来的小鼠,证明了诱导多能干细胞和核移植胚胎干细胞一样是真正的多能性。然而,这是来自健康个体的体细胞用作供体细胞的情况。未来体细胞重编程应用于临床研究时,将主要针对患者而非健康个体。
4.中国科学家建立单倍体体细胞遗传筛选系统。
单倍体细胞在遗传筛选和转基因动物育种中具有重要价值。以往的研究已经获得了哺乳动物单倍体胚胎干细胞,但单倍体胚胎干细胞在体外培养和分化过程中会自发二倍体,这给单倍体体细胞遗传筛选体系的建立带来了挑战。
中国科学院院士、中国科学院动物研究所研究员周琦通过对活细胞的观察证实,单倍体胚胎干细胞在分裂过程中发生有丝分裂滑脱,使细胞从中期直接进入间期,从而导致二倍体。用调控中期关键靶点的小分子抑制剂筛选表明,CDK1和ROCK途径是调控单倍体胚胎干细胞二倍体化的关键途径。
通过添加ROCK抑制剂,单倍体胚胎干细胞可分化为单倍体体细胞,具有三个胚层,包括神经干细胞(可进一步分化为成熟神经元和星形胶质细胞)、心肌细胞和胰岛细胞。
5.机器人操作体细胞克隆猪的诞生。
经过两个多月的漫长等待,一份特殊的“亲子鉴定”报告近日出炉。13克隆小猪与代孕母亲无关,只与供体细胞有关。这在医学上表明,世界上第一头机器人操作的体细胞克隆猪在天津诞生。
与以往的“人工操作”克隆技术相比,这种机器人用力更小,对细胞的损伤更小,精度更高,体细胞克隆技术成功与否的关键指标也从10%提高到了20%。
“机器人操纵体细胞克隆猪”的研究来自南开大学机器人研究所赵鑫教授领导的跨学科研究团队。体细胞克隆是改良生物品种的经典方法之一。它去除普通卵母细胞的细胞核,注入优良品种的体细胞,得到的后代必须是优良品种。