2017年11月27日,世界首隻體細胞克隆猴「中中」在坐落於徐匯區嶽陽路的中科院神經科學研究所誕生。8天之後,第二隻克隆猴「華華」也在這裡順利誕生。國際生物學頂尖期刊《細胞》(Cell)以封面文章的形式,在2018年1月25日發表了此項成果。
自從1997年克隆羊「多莉」在英國誕生之後,許多哺乳類動物的體細胞克隆也相繼獲得成功,但與人類相近的靈長類動物(獼猴)的體細胞克隆,是一個一直未能攻克的科學難題。體細胞克隆猴的重要性,在於能在一年內產生大批遺傳背景相同的模型猴。使用體細胞在體外有效地做基因編輯,準確地篩選基因型相同的體細胞,然後用核移植方法產生基因型完全相同的大批胚胎,用母猴載體懷孕出生一批基因編輯和遺傳背景相同的猴群。這是製作腦科學研究和人類疾病動物模型的關鍵技術。另一方面,沒有克隆猴,就很難建立起模擬人類疾病的動物模型。目前絕大多數腦疾病之所以不能有效治療,原因之一是研發藥物通用的小鼠模型和人類相差甚遠,研發出的藥物在人體檢測時大都無效或有副作用。體細胞克隆猴的成功,將推動基於非人靈長類疾病動物模型的全新醫藥研發產業鏈,促進針對阿爾茨海默病、自閉症等腦疾病,以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的新藥研發進程。
為攻克這一難關,中科院神經所孫強研究員率領以博士後劉真為主的科研團隊,經過五年的不懈努力,成功地突破了這個生物學前沿的難題。這一成功標誌著我國將率先開啟以獼猴作為實驗動物模型的時代,也實現了「領跑、彎道超車、三個面向」的目標,進一步鞏固了中國科學家在我國即將啟動的靈長類全腦介觀神經聯接圖譜國際大科學計劃中的主導地位。
保溫箱內的「中中」和「華華」
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世界第一隻人工單性繁殖母蟾蜍產卵
1961年3月9日,中國科學院上海實驗生物研究所通過人工單性生殖的方法培育了一隻母蟾蜍,並成功產卵3000多枚,這是我國首次也是世界上第一次利用單性生殖的方法獲得母蟾蜍和它的第二代——「無父」以至「無外祖父」的蟾蜍。
這項實驗由上海實驗生物研究所負責。早在1951年他們就開始利用從蟾蜍離體產出的、絕對沒有受精可能的無膜卵球作為實驗材料,用塗血針刺法,培育人工單性生殖的蟾蜍。經過多次失敗與不斷總結經驗,至1958年和1959年,終於從4萬多個無膜受刺的卵球中,獲得25隻單性繁殖的「無父」小蟾蜍。
這次產卵的這隻「無父」的母蟾蜍,是1959年3月間由2076個卵經過針刺注血後發育長大的。1960年12月時體重為40.5克。經過冬眠,1961年3月出蟄後,與同時的對照組雄體擁抱數日,未見產卵,3月7日經過腦垂腺催產注射,36小時後順利產出3000多枚亂球,受精後發育良好。除大部分用做實驗材料外,尚有 「無外祖父」的蝌蚪800多隻。
在此之前,各國生物學家在蛙科動物中進行人工單性生殖的實驗,得到一些蝌蚪和極少數「無父」的「子代」。他們所用的方法,大多是法國科學家發明的針刺注血法,但是這些「子代」蛙科動物從來沒有能達到產卵傳種的階段。因此,人工單性生殖的個體是否有傳種的能力,是生物學界沒有解決的一個問題。這個問題最終由上海實驗生物研究所的科學家解決了,這是蛙科實驗生物學領域的一個新突破,具有重大意義。
科研人員正在討論人工單性繁殖母蟾蜍產卵
作者:區委組織部