国际 2022-10-03 10:37

Wakayama's team has previously used freeze dried mouse sperm sent into space to produce mice pups

日本科学家成功地利用冷冻干燥细胞克隆出了克隆小鼠,他们相信这项技术有朝一日将有助于保护物种,并克服目前生物银行方法面临的挑战。

联合国(United Nations)警告称,由于气候变化等人为因素的影响,全球范围内的物种灭绝正在加速,至少有100万种物种可能消失。

在全球范围内,保护濒危物种样本的设施如雨后春笋般涌现,目的是防止它们因未来的克隆而灭绝。

这些样本通常使用液氮冷冻保存,或保存在极低的温度下,这可能是昂贵的,并容易受到停电的影响。

它们通常还涉及到精子和卵细胞,这些细胞很难或不可能从年老或不育的动物身上获取。

日本山梨县大学的科学家们想看看他们是否可以通过冷冻干燥体细胞(任何不是精子或卵细胞的细胞)来尝试克隆来解决这些问题。

他们用两种类型的老鼠细胞做实验,发现尽管冷冻干燥杀死了它们并造成了显著的DNA损伤,它们仍然可以产生克隆的囊胚——一种发育成胚胎的细胞球。

从这些细胞中,科学家们提取了用于制造75只克隆小鼠的干细胞系。

其中一只老鼠存活了1年零9个月,该团队还成功地将雌性和雄性克隆老鼠与自然出生的伴侣交配,并产生了正常的幼崽。

克隆小鼠产生的后代比自然出生的小鼠产生的后代要少,而且从雄性细胞发展而来的一个干细胞系只产生了雌性小鼠的克隆。

山梨大学生命与环境科学学院的教授若山光彦(Teruhiko Wakayama)说:“改善并不困难。”他帮助领导了本月发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的这项研究。

他告诉法新社:“我们相信,在未来,通过寻找冷冻干燥保护剂和改进干燥方法,我们将能够减少畸形,提高出生率。”

“非常令人兴奋的进步”

还有其他一些缺点——用储存在液氮或超低温下的细胞克隆老鼠的成功率在2%到5%之间,而冷冻干燥法只有0.02%。

但和歌山说,这项技术仍处于早期阶段,与制造出著名的克隆羊“多莉”的研究相比——在200多次尝试后只取得了一次成功。

他说:“我们认为最重要的是,克隆小鼠已经由冷冻干燥的体细胞生产出来,我们在这一领域取得了突破。”

堪培拉大学保护生态学和基因组学中心的高级研究员Simon Clulow说,虽然这种方法不太可能完全取代低温保存,但它代表了“对受到全球生物多样性威胁的生物银行感兴趣的科学家们的一个非常令人兴奋的进步”。

没有参与这项研究的克卢尔补充说:“制定超低温保存方案可能很困难,也很昂贵,所以替代方案,尤其是那些更便宜、更可靠的方案,非常受欢迎。”

这项研究将冷冻干燥的细胞储存在零下30摄氏度,但研究小组此前曾表明,冷冻干燥的小鼠精子在室温下至少可以存活一年,并相信体细胞也可以。

Wakayama说,这项技术最终可能“让世界各地的遗传资源廉价而安全地储存起来”。

这项工作是Wakayama和他的合作伙伴多年来克隆和冷冻干燥技术研究的延伸。

他们最近的一个项目是将送往国际空间站的老鼠精子冷冻干燥。即使在太空中待了6年,这些细胞在地球上也成功地重新补水,并生出了健康的幼鼠。