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據(jù)央視新聞報(bào)道,記者從中國(guó)科學(xué)院獲悉, 我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)4年的研究,全球首次實(shí)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物完整染色體重排,并創(chuàng)造出具有全新染色體組型的實(shí)驗(yàn)小鼠。 這項(xiàng)研究是我國(guó)在生物工程技術(shù)領(lǐng)域的重要突破,為人類(lèi)探索哺乳動(dòng)物進(jìn)化、染色體疾病研究等提供了新方法。該成果今天(26日)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上在線發(fā)表。
染色體重排,也就是染色體發(fā)生斷裂與別的染色體相連構(gòu)成新的染色體。在漫長(zhǎng)的生物演化過(guò)程中染色體會(huì)發(fā)生重排,此變化是物種進(jìn)化的重要驅(qū)動(dòng)力,但它是如何影響物種進(jìn)化的,在科學(xué)界一直沒(méi)有定論。中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所和北京干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究院李偉研究員與周琪研究員科研團(tuán)隊(duì)合作,利用實(shí)驗(yàn)小鼠單倍體胚胎干細(xì)胞和基因編輯工具,成功將其最長(zhǎng)的1號(hào)和2號(hào)染色體進(jìn)行正反連接,并將中等長(zhǎng)度的5號(hào)和4號(hào)染色體進(jìn)行首尾連接,結(jié)果發(fā)現(xiàn)染色體連接過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生染色體的斷裂和重新連接。這表明,來(lái)自實(shí)驗(yàn)小鼠的兩條獨(dú)立存在的染色體在基因編輯后,可以以非同源末端連接修復(fù)的方式連接為一條染色體。這是全球首次實(shí)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物的完整染色體重排,這在合成生物學(xué)上是一個(gè)新的突破。
在此基礎(chǔ)上,研究人員進(jìn)一步研究了特定染色體重排連接所產(chǎn)生的影響,發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的染色體長(zhǎng)度存在一定限制。他們通過(guò)單倍體干細(xì)胞注射到卵母細(xì)胞的方式,成功得到染色體連接的小鼠。一系列新發(fā)現(xiàn)證明, 染色體重排會(huì)對(duì)哺乳動(dòng)物生殖、發(fā)育、進(jìn)化、行為等多方面產(chǎn)生影響,為進(jìn)化生物學(xué)研究提供了新的思路。
中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員 李偉:我們?nèi)祟?lèi)的很多疾病, 比方說(shuō)在一些白血病,在一些生殖不育的疾病里頭,很多都是因?yàn)槿旧w重排導(dǎo)致的, 那現(xiàn)在我們擁有了這項(xiàng)技術(shù),我們就可以利用小鼠的模型在實(shí)驗(yàn)室里頭來(lái)模擬這些疾病,然后進(jìn)而尋找它們的發(fā)病機(jī)制,找到它們的治療方法,為人類(lèi)的健康造福。
編輯|王月龍 易啟江
校對(duì)|何小桃
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