5月11日，中國科學院生物化學與細胞生物學研究所李勁松研究組受邀在生殖領域老牌雜志Biology of Reproduction在線發(fā)表了題為“Artificial spermatid”-mediated genome editing的綜述論文，系統(tǒng)地介紹了“人造精子細胞”的產生、優(yōu)化和應用，并深入討論了“人造精子細胞”的應用前景。

 

        過去幾十年，各國科研人員致力于開發(fā)利用精子作為介質來制備轉基因動物的技術方法。通過將精子與外源DNA進行孵育，再體外受精（IVF），最后胚胎移植可以獲得轉基因動物。這個方法雖然簡便快速，但是可重復性差。此外，由于精子遺傳物質十分凝集，且不能在體外擴增，因此無法用于基因打靶等復雜的基因修飾。2012年，李勁松研究組通過核移植的方法建立了精子來源的孤雄單倍體胚胎干細胞系（AG-haESCs）；AG-haESCs可以在體外長期擴增培養(yǎng)，通過流式分選可以穩(wěn)定地維持單倍體細胞的存在，最為重要的是，當注入卵母細胞后，它可以支持半克隆小鼠的出生（效率約2%）（Cell, 2012）。為擴展AG-haESCs的應用，研究組對限制AG-haESCs支持半克隆小鼠發(fā)育潛能的兩個“罪魁禍首”（H19-DMR和IG-DMR）進行了敲除，獲得了DKO- AG-haESCs（“人造精子細胞”）?！叭嗽炀蛹毎笨梢栽隗w外進行遺傳改造，并進一步用于高效率產生遺傳修飾的半克隆小鼠（高達20%）（Cell Stem Cell, 2015），為功能基因組的在體研究提供了新方法。“人造精子細胞”介導的基因編輯可以用于研究印記基因的功能（Cell Research，2016）、篩選決定胚胎發(fā)育的關鍵基因（Cell Stem Cell, 2015）、在體篩選決定蛋白質功能的關鍵氨基酸（Nature Cell Biology, 2018）、建立模擬人類疾病的小鼠模型（J Genet Genomics, 2017）、開展基因組標簽計劃（Genome tagging project, GTP）（National Science Review, 2018）等?？偟膩碚f，“人造精子細胞”介導半克隆技術可以實現(xiàn)多樣化的基因編輯，并一步獲得相應的基因修飾小鼠模型，有望為生殖、發(fā)育、人類遺傳學等領域提供強大的技術支持。

 

        Biology of Reproduction創(chuàng)刊于1969年，為生殖領域著名雜志，為生殖領域的發(fā)展做出了重要貢獻。為慶祝Biology of Reproduction創(chuàng)刊50周年，該雜志特推出50周年慶特刊New Horizons in Reproductive Biology，邀請各領域內著名科學家執(zhí)筆撰寫總共約20篇綜述。

 

       李勁松研究員為本文通訊作者，博士后汪凌波為本文第一作者。相關工作得到了生化細胞所GTP中心的支持，以及中科院、上海市科委、國家基金委等的經費支持。

 

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