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研究人員利用體細(xì)胞核移植方法提高克隆小鼠的存活率
點(diǎn)擊次數(shù):1327 更新時(shí)間:2018-11-21

一個(gè)研究小組通過(guò)刺激兩種表觀遺傳因子,提高了用體細(xì)胞核移植方法克隆的小鼠的生存能力,并通過(guò)這樣做表明,要更有效地創(chuàng)造克隆動(dòng)物,需要在表觀遺傳領(lǐng)域做進(jìn)一步的工作。他們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵的表觀遺傳學(xué)機(jī)制,似乎是胚胎植入后發(fā)育的主要障礙。

克隆動(dòng)物如綿羊多莉是通過(guò)一種稱為體細(xì)胞核移植( SCNT )的過(guò)程產(chǎn)生的,在這種過(guò)程中,含有個(gè)體DNA的正常體細(xì)胞核被移植到已被重新編程為細(xì)胞的卵細(xì)胞中。如果一切順利,捐贈(zèng)人的基因*相同的克隆就會(huì)被創(chuàng)造出來(lái),但事情通常不會(huì)順利。例如,在多利的情況下,在個(gè)胎兒成功受孕之前,必須手動(dòng)進(jìn)行277次以上的手術(shù)。

近,包括RIKEN科學(xué)家在內(nèi)的研究小組得出結(jié)論,表觀遺傳因子( DNA或組蛋白的化學(xué)修飾而不是遺傳密碼本身的變化)在阻礙克隆的正常發(fā)育方面起著關(guān)鍵作用。首先,一種稱為組蛋白H3賴氨酸9*基化的表觀遺傳因子被發(fā)現(xiàn)是重新編程的SCNT胚胎正常發(fā)育的一個(gè)重要障礙,通過(guò)注射一種稱為kdm4d的去甲基化因子去除這一因子提高了克隆胚胎的成功植入率。其次,一種叫做exist的RNA,通常只從父系X染色體表達(dá),在SCNT中從兩個(gè)X染色體表達(dá),導(dǎo)致植入后發(fā)育問(wèn)題。由于這兩種障礙,小鼠中只有大約1 %的SCNT胚胎能夠成功受孕。

在目前發(fā)表于inCell Stem Cell的實(shí)驗(yàn)中,研究人員將這兩種方法結(jié)合起來(lái),使用現(xiàn)有基因被敲除的細(xì)胞,然后注射Kdm4d信使RNA。使用這種聯(lián)合方法,大約20 %的植入細(xì)胞達(dá)到足月。

這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn),即使胚胎移植成功,它們也經(jīng)常出現(xiàn)異常,阻礙它們正常發(fā)育,胎盤(pán)本身也存在異常。進(jìn)一步的研究表明,雖然受精胚胎和SCNT胚胎表觀遺傳標(biāo)記的總體水平相似,但通過(guò)甲基化沉默的特定基因存在差異。此外,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一組特殊的基因,這些基因不是從受精胚胎的母體染色體上表達(dá)的,而是從SCNT胚胎的父本染色體和母體染色體上表達(dá)的。已知這些基因參與胎兒和胎盤(pán)的發(fā)育,為植入后發(fā)育失敗提供了可能的解釋。。

根據(jù)RIKEN生物資源研究中心的Shogo Matoba,這項(xiàng)研究的作者,“通過(guò)這項(xiàng)工作,我們已經(jīng)明確地表明表觀遺傳修飾將需要被調(diào)節(jié)以進(jìn)一步提高SCNT的效率。我們已經(jīng)取得了很好的進(jìn)展,并且還發(fā)現(xiàn)了一組關(guān)鍵的基因,我們認(rèn)為,這些基因阻礙了胎兒在植入后的正常發(fā)育。我們將繼續(xù)研究如何克服這一進(jìn)一步的障礙,希望能提高克隆的效率。"

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