青岛农业大学“纯国产”克隆猫。
克隆里岔黑猪。
克隆猫“平安”诞生3年后,青岛农业大学哺乳动物体细胞克隆基地又传来喜讯——一只活泼可爱的小橘猫诞生。与3年前的“平安”不同,这只小橘猫是目前国内首只全流程采用国产设备、试剂和耗材的体细胞克隆猫,标志着中国在动物克隆技术领域迎来了新突破。中国畜牧兽医学会动物繁殖学分会副理事长、吉林大学动物科学学院教授袁宝表示,这项成果从根本上改变了动物克隆过程设备、试剂使用进口产品的局面,为降低动物克隆成本提供了可能。这只“纯国产”克隆猫的诞生,是青岛农业大学克隆动物全流程国产化的一次攻关。
/ 问题 / 进口仪器存在不稳定性
继“平安”诞生后,今年11月19日,和它没有任何血缘关系的另一只克隆猫出生了。“平安”体格瘦小,新克隆的野生橘猫是个“大胖小子”,体重有141克。如果说“平安”是国内高校首只健康存活的克隆猫,那这只刚出生的小橘猫则更了不起,它成为了国内首只全流程国产化的克隆猫。
青岛农业大学生命科学学院博士赵明辉介绍,这只克隆小橘猫是青岛农业大学和青岛磐吉科技有限公司合作的结晶,是一次商业化克隆。“这项技术的突破大大降低了克隆的耗材成本,将克隆产业化之路缩短了一大截。”赵明辉介绍,早在2020年,团队通过攻关,成功获得了英国长毛猫体细胞克隆后代,但在当时,克隆“平安”用的绝大多数试剂和核心设备都是“外国制造”。后来,在赵明辉团队做猪体细胞克隆的时候,发生了很多胚胎“集体死亡”的事件,这让他们开始尝试使用国产药品。
“以前,我们发展克隆技术用到的试剂和最重要的两个大型仪器——显微操作仪、电融合仪都要从国外进口,价格高,渠道不稳定。”赵明辉说,团队下决心做克隆产业链的国产化攻关是源于一次失败的实验。他们在克隆猪时,购买的国外试剂出现质量问题。原本抱着试试看的心态,却未料国产药品效果非常好,因此赵明辉团队又进行了大胆尝试——干脆把所有药品和设备都换成国产的。其间,因为有些药品没办法进行国产化替代,他们就更改配方,并优化了显微操作仪的夹具和融合仪,最终实现了克隆的全流程国产化。
10月25日至11月2日,赵明辉团队用全流程国产化的设备和药品克隆出了第一批20头体细胞雄性里岔黑猪。11月19日,全流程国产化的体细胞克隆小橘猫也诞生了。
/ 突破 /
助力里岔黑猪优育
在探究“全国产”克隆技术的科研之路上,赵明辉团队从克隆里岔黑猪的项目上找到了能够不使用进口仪器和试剂的方法。
在国内,克隆猪产业化已经相当成熟。“里岔黑猪是我国优良地方猪种之一,在过去几十年间,由于市场化的影响,人们长期追求商品猪种的高瘦肉率和高生长速度,忽略了对具有优良性状的里岔黑猪种质资源的保护和利用,致使里岔黑猪数量急剧下降。”赵明辉介绍,青岛农业大学生命科学学院生猪种业创新团队与胶州市茂华里岔黑猪良种场、青岛磐吉科技有限公司等单位合作,围绕里岔黑猪种质资源保护和创新利用开展了相关研究工作。
“共获得1093枚克隆胚胎,移植到5头代孕母猪体内,妊娠率达到100%。5头代孕母猪于10月25日至11月2日成功产下20头雄性里岔黑猪。”赵明辉说。11月9日,青岛农业大学生命科学学院生猪种业创新团队成功完成了我国优良地方猪种里岔黑猪的克隆工作,并实现该工作全过程所需设备和试剂的国产化。
/ 升级 /
国产克隆产业链诞生
与猪相比,猫的体细胞克隆对设备、试剂和耗材的要求更高,操作更为精细。此前的动物克隆,绝大多数的试剂及核心设备均购自国外,受到了技术限制。
“克隆猫是来源于体细胞克隆操作诞生的动物,没有父亲,妈妈也只是代孕妈妈,遗传物质和本体完全一样,但它出生后的寿命是从0计算的,不会有早衰之类的事情发生。”赵明辉介绍,它和本体母猫的长相没什么两样,区别在于身世不同。谈起这只“纯国产”克隆猫的诞生,赵明辉介绍,“我们筛选了一些国产好用的试剂,对于国内没有的试剂再进行改良。”今年6月,赵明辉团队基本完成了试剂的国产化替代工作。同时,团队多次在国内考察寻找克隆核心设备显微操作仪及融合仪的生产厂商,最终与国内一家仪器公司建立联系。
赵明辉告诉记者,“这只克隆橘猫的诞生,说明我们国产试剂和国外试剂在性能上没什么显著差别,甚至可以说达到了先进水平。我们所用设备对操作精细度要求非常高,通过这次的项目,我们发现国内的设备在细节方面比国外控制得更好,说明我国在克隆领域高端设备的制造也达到了世界先进水平。”
这次克隆猫的顺利诞生,不仅是我国在动物克隆技术领域的一次重大突破,也是我国高端设备制造、精密加工和化工等领域快速发展的一个缩影,证明了我国在动物克隆领域具有了完整的产业链。
/ 新闻看点 /
青岛克隆物种“上新”
在生物学领域,动物体细胞克隆是指生物体通过体细胞核移植进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体,克隆技术的研究在生物医药领域、宠物行业和濒危物种保护方面具有重要意义。1996年,克隆羊多莉的出生曾引发全世界轰动。时至今日,克隆技术已不再是秘密。在我国,克隆鱼、克隆鼠、克隆兔等相继面世,克隆技术已实现更新迭代,而在青岛农业大学,在一批批科研人员的努力下,近20年里已经成功克隆出了牛、猫、猪等。
2001年,中国首例和第二例健康成活体细胞克隆牛“康康”和“双双”在青岛农业大学诞生。2019年,山东省农科院与青岛农业大学联合研究团队成功克隆出一只长毛体细胞克隆犬“鲁鲁”。2020年,赵明辉成功获得猫体细胞克隆后代,青岛农业大学由此成为中国首个成功完成猫科动物体细胞克隆的高校。2023年,全国产设备和试剂克隆出的20头雄性里岔黑猪在青岛诞生。
经过20多年的攻关,青岛农业大学克隆技术已经逐渐稳定和高效,成功几率可控,并且仪器和试剂不再依赖于进口。长期以来,青岛农业大学一直面向生产实际开展基础和应用研究。下一步,赵明辉团队还要继续把研究重点放在猫的基因编辑方面。
本版撰稿 观海新闻/青岛早报记者 钟尚蕾 图片由青岛农业大学提供