两只健康存活的体细胞克隆猴 光明图片
DNA纳米机器人示意图 光明图片
悟空号的研究 光明图片
上陈遗址发现的古老石器 光明图片
编者按
科技创新能力是一个国家的核心竞争力 。 日前,科技部基础研究管理中心在北京发布“2018年度中国科学十大进展” 。 克隆猴、DNA纳米机器人、G值测量……一系列成果在揭示生命奥秘、探索人类重大疾病新的治疗方法等方面取得突破,受到了中外科学家的关注和高度评价,既代表了中国基础科学的重大进展,也充分展示了中国科学家对全球科学发展的贡献 。
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基于体细胞核移植技术成功克隆出猕猴
非人灵长类动物是与人类亲缘关系最近的动物 。 因可短期内批量生产遗传背景一致且无嵌合现象的动物模型,体细胞克隆技术被认为是构建非人灵长类基因修饰动物模型的最佳方法 。 自1997年克隆羊“多莉”报道以来,虽有多家实验室尝试体细胞克隆猴研究,却都未成功 。
中国科学院神经科学研究所/脑科学与智能技术卓越创新中心孙强和刘真研究团队经过5年攻关最终成功得到了两只健康存活的体细胞克隆猴 。 他们研究发现,联合使用组蛋白H3K9me3去甲基酶Kdm4d和TSA可以显著提升克隆胚胎的体外囊胚发育率及移植后受体的怀孕率 。 在此基础上,他们用胎猴成纤维细胞作为供体细胞进行核移植,并将克隆胚胎移植到代孕受体后,成功得到两只健康存活克隆猴;而利用卵丘颗粒细胞为供体细胞核的核移植实验中,虽然也得到了两只足月出生个体,但这两只猴很快夭折 。 遗传分析证实,上述两种情况产生的克隆猴的核DNA源自供体细胞,而线粒体DNA源自卵母细胞供体猴 。 体细胞克隆猴的成功是该领域从无到有的突破,该技术将为非人灵长类基因编辑操作提供更为便利和精准的技术手段 。
●点评:德国科学院院士Nikos K.Logothetis以“克隆猴:基础和生物医学研究的一个重要里程碑”为题发表评论认为,这项工作证明了利用体细胞核生殖克隆猕猴的可行性,打破了技术壁垒并开创了使用非人灵长类动物作为实验模型的新时代,是生物医学研究领域真正精彩的里程碑 。
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创建出首例人造单染色体真核细胞
真核生物细胞一般含有多条染色体,如人有46条、小鼠40条、果蝇8条、水稻24条等 。 这些天然进化的真核生物染色体数目是否可人为改变、是否可以人造一个具有正常功能的单染色体真核生物是生命科学领域的前沿科学问题 。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所覃重军和薛小莉研究组、赵国屏研究组、生物化学与细胞生物学研究所周金秋研究组、武汉菲沙基因信息有限公司等团队合作,以天然含有16条染色体的真核生物酿酒酵母为研究材料,采用合成生物学“工程化”方法和高效使能技术,在国际上首次人工创建了自然界不存在的简约化的生命——仅含单条染色体的真核细胞 。 该研究表明天然复杂生命体系可以通过人工干预变简约,甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命 。
●点评:《自然》等杂志发表评论认为,这可能是迄今为止动作最大的基因组重构,这些遗传改造的酵母菌株是研究染色体生物学重要概念的强大资源,包括染色体的复制、重组和分离 。
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揭示抑郁发生及氯胺酮快速抗抑郁机制
近年来在临床上发现麻醉剂氯胺酮在低剂量下具有快速(1小时内)、高效(在70%难治型病人中起效)的抗抑郁作用,被认为是精神疾病领域近半个世纪最重要的发现 。 然而,氯胺酮具有成瘾性,副作用大,无法长期使用 。 因此,理解氯胺酮快速抗抑郁的机制已成为抑郁症研究领域的“圣杯”,因为它将提示抑郁症的核心脑机制,并为研发快速、高效、无毒的抗抑郁药物提供科学依据 。
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