克隆猫“平安”和代孕母猫。
赵明辉博士带领着一群“90后”开展科研工作。
文/图 半岛全媒体记者 刘金震 通讯员 曲天泽
一只名为“平安”的森林猫后代,日前在青岛农业大学平安诞生。这是一只森林猫体细胞克隆后代,经过62天孕育得以健康存活下来。这也是国内首只由高校成功完成的克隆猫。
国内高校现首只
健康存活的克隆猫
记者在位于该校生物楼6楼的实验室看到,温暖的恒温箱内,一只黑白花相间的小猫正在酣睡,看上去非常健康。
科研人员告诉记者,这只克隆猫于2020年12月24日出生,体重75克,科研人员给它起名为“平安”,希望它能够平安健康存活,同时给新的一年带来平安好运。
项目主持人赵明辉博士告诉记者,目前代孕母猫及“平安”各项生理指标均表现正常,一切“平安”。
据介绍,本次克隆猫的本体是一只野生森林猫和中华田园猫杂交的成年雌性森林猫。科研人员从该猫皮肤组织中分离培养得到成纤维细胞,利用中华田园猫卵子作为细胞核受体,通过细胞核置换和人工激活,制作出多枚体细胞克隆胚胎。将克隆胚胎移植到受体母猫后,经过62天孕育,成功得到一只森林猫体细胞克隆后代。目前该项目经北京中正司法鉴定所鉴定,确定该森林猫为克隆个体。
七只代孕母猫
三只成功妊娠
据了解,青岛农业大学该克隆猫研究项目受到青岛农业大学高层次人才引进项目和博雅秀岩生物科技有限公司横向课题资助,于2019年筹备,2020年7月实施。本批实验共计制作体细胞克隆胚胎89枚,移植到7只代孕母猫体内,其中3只代孕母猫妊娠,妊娠率达43%,为世界领先水平。
“受新冠肺炎疫情的影响,实验期间我们遇到了不少困难,特别是去年上半年物流几乎停止,我们的猫面临着食物短缺的情况。那段时间我们每天凌晨去海鲜批发市场批发海鲜,回来给猫做猫粮。期间通过不断改进猫粮的制作工艺和成分,我们逐渐掌握了颗粒猫粮的制作工艺。”赵明辉谈到,“第二个瓶颈就是猫卵子的体外成熟。由于我们的猫卵来自宠物医院做绝育时切下的卵巢,这些卵巢上采集的猫卵不能直接用做克隆,必须经过一段时间的体外成熟。针对猫卵的体外成熟,我们进行了大量实验,最终通过添加适量激素和生长因子,攻克了这个难题。‘平安’克隆猫的诞生,也证明了我们在猫卵体外成熟方面是成功的。”
不仅如此,项目实施过程中,团队成员精简并改良了体细胞克隆方法,使整个实验流程从传统的36小时缩短为5小时,用时缩短7倍。同时,团队采用了在实验全过程只使用一种培养液的操作方式,避免了频繁更换培养液可能带来的胚胎损伤,极大降低了操作风险,提高了实验稳定性。
■揭秘 85后+90后,“撸猫”团队很年轻
年轻、腼腆,和团队成员及研究生打成一片,是赵明辉博士给记者的第一印象。但当穿上实验服、坐在显微镜前开始实验操作,这位“猫专家”又成为另一副模样。记者从青岛农业大学了解到,这个“撸猫”团队整体年龄不大,团队负责人、青岛农业大学生命科学学院赵明辉博士是1986年生人,带领着一群“90后”开展了科研工作。
赵明辉博士团队长期致力于犬科动物及猫科动物体细胞克隆、疾病模型制备等研究工作。近5年来围绕犬科动物克隆、发情判定、卵子体外培养和成熟等问题,进行了系统研究,以第一或通讯作者在国际主流学术刊物上发表SCI收录论文16篇。赵明辉博士曾成功克隆出多只精英工作犬,2018年在国际上率先创建犬早期胚胎体外培养方法,为犬科动物生殖生理学研究奠定了重要基础。
据介绍,该团队在犬科动物克隆领域积累的技术和经验,为本次“平安”克隆猫的顺利诞生提供了重要技术保障。赵明辉告诉记者,团队在实验室内安装多种智能家居设备,包括温度、湿度、照明、烟雾报警等在内的环境控制系统和人脸识别系统等,使实验环境实现了智能化操控。“下一步,我们将把研究重点放在猫的基因编辑方面,在人类医学疾病模型研究和以基因编辑技术为工具研究宠物疾病发病机制、进行宠物医药开发等领域继续深化,将‘撸猫’事业进行到底。”赵明辉表示。
■链接 克隆猫到底有啥意义
记者在该校实验室了解到,猫体细胞克隆技术的建立,不仅有利于促进动物疾病模型和药物的开发,在生物医药领域、宠物行业和濒危物种保护方面均具有重要作用。在医药研究方面,和犬类似,猫也是重要的实验动物、疾病模型动物和伴侣动物。根据OMIA数据库最新统计,在猫科动物身上发现了361种遗传疾病,其中227种有望开发成人类同种疾病的动物模型,且猫科动物癫痫、高血脂、软骨发育不良及部分肿瘤、艾滋病等疾病的发病机制与人类尤为类似。
更加受到研究人员关注的是,猫拥有与人类结构高度相似的ACE2受体,而该受体为SARS和新冠肺炎病毒感染人体的主要受体,这使得猫具有感染SARS和新冠肺炎的潜在可能。利用猫克隆技术和基因编辑技术可以大量生产携带特定疾病的个体,供医学研究和药物开发所使用。此外,国内宠物(猫、犬)市场规模不断扩大,2019年统计数据显示,宠物猫消费市场规模为780亿元,猫体细胞克隆所衍生的早期胚胎基因编辑技术,会为宠物遗传疾病的治疗带来希望。
此外,据赵明辉博士介绍,猫体细胞克隆在濒危物种保存方面也有重要作用。猫科动物是地球动物资源的重要组成部分。除家猫外,其余所有猫科动物都为濒危物种或受胁迫物种。根据世界自然保护联盟公布的数据显示,中国21种野生猫科动物中,有3种处于濒危状态,2种处于极危状态,7种处于易危或近危状态。动物在年老后丧失生育能力,就意味着该物种的功能性灭绝。采用家猫卵子进行异种体细胞克隆技术,是目前唯一能够大量复制濒危动物的技术手段。
