經(jīng)過幾十年的努力，日前科學家終于從奶牛身上提取出胚胎干細胞，并將它成功地保存起來。

　　牛胚胎干細胞是一種多功能的細胞，它可以被培育成任何其他細胞類型或組織。在適當?shù)臈l件下，它可以無限增殖，成為皮膚、肌肉、骨骼內的各種細胞組織，讓牛肉和奶制品更容易調整和保存有用的遺傳特性?？蒲腥藛T只要善加利用牛胚胎干細胞便可以使奶牛生產(chǎn)更多的牛奶或讓肉牛的肉質更加鮮嫩可口，在奶牛生產(chǎn)的過程中也能減少并發(fā)癥或者對疾病有更強的抵抗力。成功提取牛胚胎干細胞對培育基因優(yōu)良的奶牛具有重大的意義，此項發(fā)現(xiàn)還為研究牛的基本發(fā)育和人類疾病模型開辟了道路。

　　1981年，科學家成功分離出小白鼠的胚胎干細胞，從而使科學家得以研究早期胚胎發(fā)育過程并測試遺傳缺陷的影響。通過研究科學家發(fā)現(xiàn)胚胎干細胞不僅可以作為體外研究細胞分化和發(fā)育調控機制的模型，而且還可以作為一種載體，將通過同源重組產(chǎn)生的基因組的定點突變導入個體，更重要的是，胚胎干細胞將會給人類移植醫(yī)學帶來一場革命。而像牛這樣大型家畜的胚胎干細胞的基因檢測、基因組工程和研究對人類疾病具有重要意義。相比小鼠而言，大型動物的胚胎干細胞能為人類干細胞療法提供更好的檢測模型。此后不久，科學家將目光轉向了奶牛。不過直到1998年，研究人員才在奶牛身上找到適合人類營養(yǎng)基的胚胎干細胞。

　　美國密歇根州立大學發(fā)育生物學家Jo-seCibelli是上世紀90年代末試圖獲得牛胚胎干細胞的團隊成員之一。經(jīng)過諸多實驗嘗試，他發(fā)現(xiàn)奶牛身上的胚胎干細胞在實驗室中被繁殖時，會發(fā)育成其他細胞類型，這意味著這些繁殖出的細胞可以培育成其他細胞類型的遺傳特性。

　　*令人興奮的是，科研人員如果成功利用這種干細胞生成配子（精子或卵細胞），然后將精子和卵子結合起來，用新的基因組合創(chuàng)造胚胎，然后從*的基因中分離出更多干細胞，利用這種循環(huán)，在沒有任何動物出生的情況下，科學家們就能實現(xiàn)后代改進，無需花費9個月的懷孕周期，這種“體外繁殖”就能減少制造轉基因牛所耗費時間和實驗動物飼養(yǎng)。

　　除了上述研究，科學家們還發(fā)現(xiàn)將分離自牛胚胎的干細胞置于一種新培養(yǎng)基內，培養(yǎng)基中混合了兩種關鍵成分：一種促進細胞生長增殖的蛋白和一種阻止細胞分化為成熟細胞類型的抑制劑。“這就好比同時踩油門和剎車，”科羅拉多州立大學的生殖生理學家GeorgeSeidel說，“這些細胞在實驗室條件下可以保持它們的多功能性狀態(tài)超過一年，我的很多同事和學生投入了數(shù)年時間來完成這項任務。當把這些細胞注入免疫系統(tǒng)較弱的動物體內，它們就能長成含有大量不同類型細胞的腫瘤，即畸胎瘤，這正是多功能胚胎干細胞的關鍵特征。”

　　隨著克隆技術的發(fā)展，科學家們對胚胎干細胞的興趣有所減弱?？茖W家利用克隆技術就能復制出想要的動物遺傳性狀細胞，比如快速生長或者豐富牛奶產(chǎn)量的遺傳性狀細胞，科研人員只要像生產(chǎn)多利羊一樣，將一個成體細胞的DNA放入人工去核的卵細胞中就能克隆成功。但是，這些克隆的細胞——成體結締組織細胞（成纖維細胞）的壽命很短，只能分裂20或30次。

　　加州大學戴維斯分校農(nóng)業(yè)與環(huán)境科學學院動物科學系PabloRoss副教授的科研團隊找到了解決上述問題的辦法。他們采用新方法培育的持久型胚胎干細胞更利于優(yōu)勢細胞系的保存，能承受多輪CRISPR等基因編輯技術的修正改進。即便未經(jīng)過基因改造，胚胎干細胞也能讓育種者更加輕松地選擇優(yōu)勢動物?？蒲腥藛T可以通過測試不同的胚胎干細胞，尋找更多牛奶產(chǎn)量相關的基因等遺傳特性。

　　PabloRoss表示，目前*關鍵的實驗就是如何將這些胚胎干細胞發(fā)展成奶牛的精子和卵細胞。如果這項實驗成功了，科研人員一旦在牛胚胎干細胞中辨別出想要的遺傳性狀，便可以將這些精子和卵子結合起來，以創(chuàng)建擁有新的遺傳組合的胚胎，然后從*的胚胎中分離出更多的干細胞。這就可以形成一種循環(huán)：提取胚胎干細胞——精子和卵細胞結合——形成胚胎——提取胚胎干細胞。通過這種辦法就不用耗費大量時間和資源飼養(yǎng)奶牛，就能加速改善奶牛的遺傳性狀。這意味著現(xiàn)在要花費幾十年才能培育出來的優(yōu)良品種，未來只需短短數(shù)年。“這就是我們如此興奮的原因，過去你得花25年才能培育出一頭優(yōu)質母?；蚍N牛，現(xiàn)在你只需2年半，它能使遺傳進度加速幾個數(shù)量級。”PabloRoss說：“這項意義深遠的成果將徹底改變現(xiàn)有的遺傳方式。”

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