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研究人員利用體細胞核移植方法提高克隆小鼠的存活率
點擊次數(shù):938 更新時間:2018-11-21

一個研究小組通過刺激兩種表觀遺傳因子,提高了用體細胞核移植方法克隆的小鼠的生存能力,并通過這樣做表明,要更有效地創(chuàng)造克隆動物,需要在表觀遺傳領域做進一步的工作。他們還發(fā)現(xiàn)了一個關鍵的表觀遺傳學機制,似乎是胚胎植入后發(fā)育的主要障礙。

克隆動物如綿羊多莉是通過一種稱為體細胞核移植( SCNT )的過程產(chǎn)生的,在這種過程中,含有個體DNA的正常體細胞核被移植到已被重新編程為細胞的卵細胞中。如果一切順利,捐贈人的基因*相同的克隆就會被創(chuàng)造出來,但事情通常不會順利。例如,在多利的情況下,在個胎兒成功受孕之前,必須手動進行277次以上的手術。

近,包括RIKEN科學家在內(nèi)的研究小組得出結論,表觀遺傳因子( DNA或組蛋白的化學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)育的一個重要障礙,通過注射一種稱為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,在SCNT中從兩個X染色體表達,導致植入后發(fā)育問題。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的實驗中,研究人員將這兩種方法結合起來,使用現(xiàn)有基因被敲除的細胞,然后注射Kdm4d信使RNA。使用這種聯(lián)合方法,大約20 %的植入細胞達到足月。

這項研究還發(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,胎盤本身也存在異常。進一步的研究表明,雖然受精胚胎和SCNT胚胎表觀遺傳標記的總體水平相似,但通過甲基化沉默的特定基因存在差異。此外,科學家還發(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的,而是從SCNT胚胎的父本染色體和母體染色體上表達的。已知這些基因參與胎兒和胎盤的發(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,這項研究的作者,“通過這項工作,我們已經(jīng)明確地表明表觀遺傳修飾將需要被調節(jié)以進一步提高SCNT的效率。我們已經(jīng)取得了很好的進展,并且還發(fā)現(xiàn)了一組關鍵的基因,我們認為,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一步的障礙,希望能提高克隆的效率。"

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