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浦东两所高校科研团队取得突破

成果均为全球首创
上海海洋大学。 图片来源:上海海洋大学官网
上海科技大学。 图片来源:今日张江公微

  上海科技大学生命学院池天课题组历经8年,绘制出世界首张小鼠“扰动图谱”;上海海洋大学水产与生命学院李名友、桂朗团队在全球首次建立经济鱼类长期培养精原干细胞系,且体外存活长达800天。在这个热得发烫的7月,浦东高校科研领域佳音频传,两个团队取得了全球首创性的成果,收获了累累“盛夏的果实”。

  近日,上海科技大学生命学院池天课题组在《细胞》(Cell)杂志在线发表论文,报道了一种崭新的小鼠基因打靶技术iMAP,快速鉴定了90个基因在39种组织的基本功能,构建了世界首张小鼠微型“扰动图谱”。

  早在2001年,国际人类基因组计划就公布了人类基因组序列。但到目前为止,约两万个哺乳动物蛋白编码基因在500多种细胞中的功能仍不为人知,这严重妨碍了疾病的诊断和治疗。要系统性地解码全部基因在全部细胞中的功能,必须将其分别在各种细胞中敲除(扰动)再鉴定其细胞表型,即描绘完整的“扰动图谱”。

  “21世纪生物医学的重要任务是解码人类基因组这部神秘天书。”池天教授表示,iMAP诞生的背后是一场长达8年、历经6届学生前赴后继地努力的科学“马拉松”,研发过程充满了艰辛和曲折。研究团队首先构建了一个iMAP品系,它携带61个gRNA表达单位,共靶向6个功能已知的标志基因。该品系证明了iMAP的鲁棒性,包括展示转基因起码能稳定传13代。随后构建的iMAP品系携带100个gRNA表达单位,靶向90个功能不甚清晰的基因,以此构建了一个微型扰动图谱,揭示了这90个基因分别在39个组织/细胞中对细胞存活、扩增、分化的影响。不但如此,研究团队还证明,一个iMAP品系可以衍生出多个传统的单基因敲除品系。

  如今,这个图谱的完成,将成为生物医学研究的分水岭:此后,要探索任何基因的基本功能,将会像查找基因序列一样简单。但用传统的基因打靶方法,无法快速有效地描绘扰动图谱。池天课题组里程碑式的成果,为描绘完整扰动图谱迈出了从0到1的第一步。

  近日,上海海洋大学水产与生命学院李名友、桂朗团队关于鱼类精原干细胞系体外诱导精子发生研究取得进展:体外长期稳定培养的马口鱼精原干细胞系可被鱼类性腺体细胞诱导生成精子,相关研究成果发表在《生物学》杂志上。

  这是上海科学家团队在全球首次建立的经济鱼类长期培养精原干细胞系,且体外产生的精子能存活长达800天,为精原干细胞的进一步研究和认识提供了基础,也为保护鱼类濒危物种、优化具有重要经济价值鱼类育种的方式提供了新的思路。

  马口鱼是小型经济性鱼类。李名友和桂朗团队在前辈的研究成果上,将模式鱼干细胞培养技术应用于马口鱼及刀鲚中,在全球首次建立体外长期培养的养殖鱼——马口鱼精原干细胞系。从一个个又小又圆的马口鱼精原干细胞,到在实验皿内能够发育出鞭毛自由摆动的精子,长期培养的经济鱼类的生殖干细胞在培养基中完成了发育成精子的神奇之旅,属全球首次。

  在鱼类研究中,体外获得精原干细胞系并能够长期培养是关键性技术难题。“我们的马口鱼精原干细胞系在体外存活了两年多,这应该是世界上养殖鱼类存活时间最长的了。”李名友说,“而且它的生长非常稳定,具有典型的精原干细胞基因表达模式。由此,建立了体外长期培养并产生精子的马口鱼精原干细胞系,以及能诱导其他鱼类精原干细胞系产生精子的长江刀鲚性腺体细胞系。”

  接下来,李名友、桂朗团队还将结合干细胞培养和诱导技术、基因编辑技术和细胞移植技术等多种研究手段,建立繁殖困难、繁殖周期长、珍稀或濒危鱼类生殖干细胞体系,开展生殖干细胞基因编辑介导的养殖鱼类优良种质创制新技术。

  (据浦东发布)

 
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