青島財經(jīng)日報/青島財經(jīng)網(wǎng)訊（ 記者 國瑾 通訊員 曲天澤）日前，記者從青島農(nóng)業(yè)大學(xué)了解到，該校生命科學(xué)學(xué)院趙明輝博士團(tuán)隊通過攻關(guān)，成功獲得森林貓體細(xì)胞克隆后代，學(xué)校成為中國首個成功完成貓科動物體細(xì)胞克隆的高校。
國內(nèi)高校現(xiàn)首只健康存活的克隆貓
記者在位于該校生物樓6樓的實驗室看到，溫暖的恒溫箱內(nèi)，一只黑白花相間的小貓正在酣睡，看上去非常健康。科研人員告訴記者，這只克隆貓于2020年12月24日出生，體重75克，因正值新年來臨，科研人員給它起名為“平安”，希望其作為克隆技術(shù)的研究成果能夠平安健康存活，同時希望在新冠肺炎疫情全球肆虐的一年年末出生的它，能夠給新的一年帶來平安好運(yùn)。
項目主持人趙明輝博士告訴記者，目前代孕母貓及“平安”各項生理指標(biāo)均表現(xiàn)正常，一切“平安”。
據(jù)介紹，本次克隆貓的本體是一只野生森林貓和中華田園貓雜交的成年雌性森林貓。科研人員從該貓皮膚組織中分離培養(yǎng)得到成纖維細(xì)胞，利用中華田園貓卵子作為細(xì)胞核受體，通過細(xì)胞核置換和人工激活，制作出多枚體細(xì)胞克隆胚胎。將克隆胚胎移植到受體母貓后，經(jīng)過62天孕育，成功得到一只森林貓體細(xì)胞克隆后代。目前該項目經(jīng)北京中正司法鑒定所鑒定，確定該森林貓為克隆個體。
實驗流程用時縮短7倍，妊娠率達(dá)世界領(lǐng)先水平
據(jù)了解，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)該克隆貓研究項目受到青島農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才引進(jìn)項目和博雅秀巖生物科技有限公司橫向課題資助，于2019年籌備，2020年7月實施。
“受新冠肺炎疫情的影響，實驗期間我們遇到了不少困難，特別是上半年物流幾乎停止，我們的貓面臨著食物短缺的情況。這段時間我們每天凌晨去海鮮批發(fā)市場批發(fā)海鮮，回來給貓做貓糧。期間通過不斷改進(jìn)貓糧的制作工藝和成分，我們逐漸掌握了顆粒貓糧的制作工藝。”趙明輝談到，“第二個瓶頸就是貓卵子的體外成熟。由于我們的貓卵來自寵物醫(yī)院做絕育時切下的卵巢，這些卵巢上采集的貓卵不能直接用做克隆，必須經(jīng)過一段時間的體外成熟。針對貓卵的體外成熟，我們進(jìn)行了大量實驗，最終通過添加適量激素和生長因子，攻克了這個難題。‘平安’克隆貓的誕生，也證明了我們在貓卵體外成熟方面是成功的。”
不僅如此，項目實施過程中，團(tuán)隊成員精簡并改良了體細(xì)胞克隆方法，使整個實驗流程從傳統(tǒng)的36小時縮短為5小時，用時縮短7倍。同時，團(tuán)隊采用了在實驗全過程只使用一種培養(yǎng)液的操作方式，避免了頻繁更換培養(yǎng)液可能帶來的胚胎損傷，極大降低了操作風(fēng)險，提高了實驗穩(wěn)定性。
據(jù)介紹，本批實驗共計制作體細(xì)胞克隆胚胎89枚，移植到7只代孕母貓體內(nèi)，其中3只代孕母貓妊娠，妊娠率達(dá)43%，為世界領(lǐng)先水平。
“平安”能帶來什么：
貓體細(xì)胞克隆技術(shù)的多種應(yīng)用價值
記者在該校實驗室了解到，貓體細(xì)胞克隆技術(shù)的建立，不僅有利于促進(jìn)動物疾病模型和藥物的開發(fā)，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域、寵物行業(yè)和瀕危物種保護(hù)方面均具有重要作用。
在醫(yī)藥研究方面，和犬類似，貓也是重要的實驗動物、疾病模型動物和伴侶動物。根據(jù)OMIA數(shù)據(jù)庫最新統(tǒng)計，在貓科動物身上發(fā)現(xiàn)了361種遺傳疾病，其中227種有望開發(fā)成人類同種疾病的動物模型，且貓科動物癲癇、高血脂、軟骨發(fā)育不良及部分腫瘤、艾滋病等疾病的發(fā)病機(jī)制與人類尤為類似。更加受到研究人員關(guān)注的是，貓擁有與人類結(jié)構(gòu)高度相似的ACE2受體，而該受體為SARS和新冠肺炎病毒感染人體的主要受體，這使得貓具有感染SARS和新冠肺炎的潛在可能。利用貓克隆技術(shù)和基因編輯技術(shù)可以大量生產(chǎn)攜帶特定疾病的個體，供醫(yī)學(xué)研究和藥物開發(fā)所使用。
在寵物市場開發(fā)方面，《2019年中國寵物行業(yè)白皮書》數(shù)據(jù)顯示，2019年國內(nèi)寵物（貓、犬）市場規(guī)模已達(dá)2024億元，同比增長18.5%。其中，寵物貓消費(fèi)市場規(guī)模為780億元，同比增幅19.6%，超過犬消費(fèi)市場規(guī)模增速。盡管目前貓體細(xì)胞克隆的市場價格在15-25萬元之間，但仍有越來越多的寵物飼養(yǎng)者在愛寵患病無法醫(yī)治或離世后，選擇通過體細(xì)胞克隆方式讓愛寵“重生”。此外，貓體細(xì)胞克隆所衍生的早期胚胎基因編輯技術(shù)，也為寵物遺傳疾病的治療帶來希望。
此外，據(jù)趙明輝博士介紹，貓體細(xì)胞克隆在瀕危物種保存方面也有重要作用。貓科動物是地球動物資源的重要組成部分。除家貓外，其余所有貓科動物都為瀕危物種或受脅迫物種。根據(jù)世界自然保護(hù)聯(lián)盟公布的數(shù)據(jù)顯示，中國21種野生貓科動物中，有3種處于瀕危狀態(tài)，2種處于極危狀態(tài)，7種處于易危或近危狀態(tài)。動物在年老后喪失生育能力，就意味著該物種的功能性滅絕。采用家貓卵子進(jìn)行異種體細(xì)胞克隆技術(shù)，是目前唯一能夠大量復(fù)制瀕危動物的技術(shù)手段。
85后“擼貓”教授團(tuán)隊：
堅持創(chuàng)新，將“擼貓”事業(yè)進(jìn)行到底
年輕、靦腆，和團(tuán)隊成員及研究生打成一片，是趙明輝博士給記者的第一印象。但當(dāng)穿上實驗服、坐在顯微鏡前開始實驗操作，這位年輕的85后“貓專家”又成為另一副模樣。
趙明輝博士團(tuán)隊長期致力于犬科動物及貓科動物體細(xì)胞克隆、疾病模型制備等研究工作。近5年來圍繞犬科動物克隆、發(fā)情判定、卵子體外培養(yǎng)和成熟等問題，進(jìn)行了系統(tǒng)研究，以第一或通訊作者在國際主流學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表SCI收錄論文16篇。趙明輝博士曾成功克隆出多只精英工作犬，2018年在國際上率先創(chuàng)建犬早期胚胎體外培養(yǎng)方法，為犬科動物生殖生理學(xué)研究奠定了重要基礎(chǔ)。該團(tuán)隊在犬科動物克隆領(lǐng)域積累的技術(shù)和經(jīng)驗，為本次“平安”克隆貓的順利誕生提供了重要技術(shù)保障。
除了扎實的學(xué)術(shù)積累，不斷追求創(chuàng)新的學(xué)術(shù)精神也使這個年輕的團(tuán)隊始終保持活力。“習(xí)近平總書記勉勵廣大科技工作者大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神，肩負(fù)起歷史賦予的科技創(chuàng)新重任，這給了我很大的激勵。”趙明輝告訴記者，“近年來，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)科建設(shè)成就突出，不久前剛剛成功列入山東省省屬高校高水平大學(xué)和高水平學(xué)科建設(shè)行列，成績的背后是學(xué)校對我們這些青年人才的高度重視。”
在學(xué)校活躍的學(xué)術(shù)氛圍和良好的科研條件的支持下，團(tuán)隊不斷探索建設(shè)最佳科學(xué)實驗壞境，“我們在實驗室內(nèi)安裝多種智能家居設(shè)備，包括溫度、濕度、照明、煙霧報警等在內(nèi)的環(huán)境控制系統(tǒng)和人臉識別系統(tǒng)等，使實驗環(huán)境實現(xiàn)了智能化操控。”趙明輝說。
談到未來的科研工作，趙明輝表示，在當(dāng)前我國社會高度重視創(chuàng)新的良好環(huán)境下，青年科研人員應(yīng)該大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神，為“創(chuàng)新中國”而努力奮斗。“下一步，我們將把研究重點放在貓的基因編輯方面，在人類醫(yī)學(xué)疾病模型研究和以基因編輯技術(shù)為工具研究寵物疾病發(fā)病機(jī)制、進(jìn)行寵物醫(yī)藥開發(fā)等領(lǐng)域繼續(xù)深化，將‘?dāng)]貓’事業(yè)進(jìn)行到底。”
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