12月23日
记者在石家庄天泉良种奶牛有限公司
(以下简称“天泉公司”)
奶牛场看到几头特殊的牛宝宝
它们体格健壮、毛色相同
是世界首批胚胎干细胞基因编辑克隆牛
首批11头克隆牛
长大后可直接产人乳化的牛奶
图为世界首例胚胎干细胞基因编辑克隆牛。河北日报记者 王璐丹摄
“这是世界首次将胚胎干细胞基因编辑技术系统应用于奶牛育种,实现了特定遗传性状的定向、高效改良,大幅缩短了育种周期,是我国动物生物育种领域的重大突破。”奶牛育种专家、中国农业大学孙东晓教授说。
长期以来,我国奶牛种质资源主要依赖国外。2022年,在河北省科学技术厅“揭榜挂帅”项目支持下,天泉公司以胚胎干细胞基因编辑育种技术为手段,以人乳化奶牛育种为目标,制定技术榜单,中国农业大学韩建永教授团队、河南创源生物技术有限公司刘红波博士团队等最终“挂帅”,多方组团共同攻关。
根据分工,韩建永教授团队负责建立奶牛胚胎干细胞系,编辑插入人源β-酪蛋白、人源乳铁蛋白基因;刘红波博士团队对克隆技术进行系统性重建,生产克隆胚胎;天泉公司对胚胎进行移植,实现快速扩繁。
大家畜胚胎干细胞的建系与多能性维持一直是世界级难题。此前,韩建永教授团队历经10年,建立了目前世界上家畜胚胎干细胞传代次数最多、可进行多次基因编辑操作的猪胚胎干细胞系,为此次奶牛胚胎干细胞建系提供了经验。
12月20日,在石家庄天泉良种奶牛有限公司奶牛场,项目团队成员正在观察克隆牛生长情况。从左到右依次为韩建永、刘红波、李树静。河北日报记者 王璐丹摄
目前,该项目各项数据达到世界先进水平。累计制备200枚胚胎干细胞基因编辑克隆胚胎,移植105枚。移植后60天妊娠率达48.75%,分娩率达30.00%,新生犊牛24小时成活率为70.83%。首批基因编辑克隆牛已超过3月龄,当前成活率为45.83%。经第三方权威机构鉴定,所有克隆犊牛均来源于同一胚胎干细胞系,且携带正确的基因编辑位点。
“我们不仅从根源上解决了传统体细胞因扩增能力有限、编辑效率有限及传代不稳定所导致的育种问题,还将推动牛奶成分向人乳精准升级。”韩建永说,首批11头克隆牛长大后可直接产人乳化的牛奶。
“项目以产学研用深度融合的创新模式,打破行业技术壁垒,让科研成果尽快走出实验室,转化成现实生产力。”天泉公司董事长李树静说,“接下来,我们将在省科技厅和省农业农村厅指导下,继续优化奶牛精准生物育种技术体系,提高基因编辑效率、克隆胚胎发育能力和移植成活率,为产业化应用做好准备。”
据介绍,该技术体系还可用于靶向编辑抗病、产奶等基因,有望培育出更多具有自主知识产权的高产、抗病、优质牛种质新材料或新品种,为保障国家肉奶供给奠定技术和材料基础。
编 辑丨宋子烨
报 道丨河北日报记者王璐丹、张许锋
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