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研究人员利用体细胞核移植方法提高克隆小鼠的存活率
点击次数:932 更新时间:2018-11-21

一个研究小组通过刺激两种表观遗传因子,提高了用体细胞核移植方法克隆的小鼠的生存能力,并通过这样做表明,要更有效地创造克隆动物,需要在表观遗传领域做进一步的工作。他们还发现了一个关键的表观遗传学机制,似乎是胚胎植入后发育的主要障碍。

克隆动物如绵羊多莉是通过一种称为体细胞核移植( SCNT )的过程产生的,在这种过程中,含有个体DNA的正常体细胞核被移植到已被重新编程为细胞的卵细胞中。如果一切顺利,捐赠人的基因*相同的克隆就会被创造出来,但事情通常不会顺利。例如,在多利的情况下,在个胎儿成功受孕之前,必须手动进行277次以上的手术。

近,包括RIKEN科学家在内的研究小组得出结论,表观遗传因子( DNA或组蛋白的化学修饰而不是遗传密码本身的变化)在阻碍克隆的正常发育方面起着关键作用。首先,一种称为组蛋白H3赖氨酸9*基化的表观遗传因子被发现是重新编程的SCNT胚胎正常发育的一个重要障碍,通过注射一种称为kdm4d的去甲基化因子去除这一因子提高了克隆胚胎的成功植入率。其次,一种叫做exist的RNA,通常只从父系X染色体表达,在SCNT中从两个X染色体表达,导致植入后发育问题。由于这两种障碍,小鼠中只有大约1 %的SCNT胚胎能够成功受孕。

在目前发表于inCell Stem Cell的实验中,研究人员将这两种方法结合起来,使用现有基因被敲除的细胞,然后注射Kdm4d信使RNA。使用这种联合方法,大约20 %的植入细胞达到足月。

这项研究还发现,即使胚胎移植成功,它们也经常出现异常,阻碍它们正常发育,胎盘本身也存在异常。进一步的研究表明,虽然受精胚胎和SCNT胚胎表观遗传标记的总体水平相似,但通过甲基化沉默的特定基因存在差异。此外,科学家还发现了一组特殊的基因,这些基因不是从受精胚胎的母体染色体上表达的,而是从SCNT胚胎的父本染色体和母体染色体上表达的。已知这些基因参与胎儿和胎盘的发育,为植入后发育失败提供了可能的解释。。

根据RIKEN生物资源研究中心的Shogo Matoba,这项研究的作者,“通过这项工作,我们已经明确地表明表观遗传修饰将需要被调节以进一步提高SCNT的效率。我们已经取得了很好的进展,并且还发现了一组关键的基因,我们认为,这些基因阻碍了胎儿在植入后的正常发育。我们将继续研究如何克服这一进一步的障碍,希望能提高克隆的效率。"