經過兩個多月漫長等待，一份特別的“親子鑒定報告”出爐：13頭克隆小豬與“代孕”母豬無血緣關系，僅與供體細胞存在“親子關系”，這從醫(yī)學上證明了，世界首例機器人操作的體細胞克隆豬在中國天津誕生 。
經過110天孕育，兩頭普通的“代孕”母豬先后順利產下了13頭健康的純種小長白豬 。較之以往“手工操作”克隆技術，此次機器人的自動化“操刀”，用力更小，對細胞傷害更少，更高精度的操作將體細胞克隆技術成功的關鍵指標“囊胚率”從10%提高至20% 。這一數據令全球同行驚訝不已 。
細胞核移植流程機器人化
“機器人操作體細胞克隆豬”研究來自南開大學機器人所趙新教授領導的跨學科研究團隊，天津市畜牧獸醫(yī)研究所是主要合作單位 。南開大學機器人所研制多年的“面向生物醫(yī)學工程的微操作機器人系統(tǒng)”，曾經獲2002年度國家技術發(fā)明二等獎 。此次克隆豬的誕生，也是時隔15年后，該技術獲得的又一重要打破 。
【世界上首例機器人克隆豬在天津出生】體細胞克隆是改良生物品種的經典主意之一 。它將普通品種卵母細胞的細胞核消除后，注入優(yōu)良品種的體細胞 。這種主意的優(yōu)勢在于獲得的后代一定是優(yōu)良品種 。然而，成功率極低，則成為體細胞克隆技術發(fā)展的瓶頸 。針對上述問題，南開大學研究團隊展開科研攻關，研制出具有可視化、微創(chuàng)化、定點化、定量化功能，集檢測分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀，利用該銥戴實現了機器人化的細胞核移植流程 。
據介紹，基于機器人微操作的體細胞克隆技術的關鍵難點在于，如何最大限度地減少對細胞的傷害 。南開大學團隊設計并實現了機器人化的細胞核移植流程，包括卵母細胞撥動找找極體、抽核和體細胞注入三部分 。
抽取細胞核更可控更溫柔
科研人員通過分析微操作工具與細胞接觸過程中的細胞受力情況，分辭實現了基于最小力的細胞撥動與抽核，保證了細胞核移植操作過程中細胞受力最小 ?！笆謩硬僮鲹軇蛹毎毎畲笞冃?0至40微米，經過計算后的機器人操作細胞最大變形降低至10到15微米 。要是以往的力度是 一記重拳，那么現在就是 輕輕一推?！壁w新介紹，該微操作系統(tǒng)采用基于平衡壓模型的操作，也讓抽取細胞核的過程更加“可控”“溫柔” 。
實驗結果表明，基于最小力的細胞撥動主意顯著減少了對細胞的傷害;后續(xù)細胞培育表明，與人工操作相比，基于最小力的細胞抽核操作，細胞后續(xù)發(fā)育率顯著更高 。
“最令人興奮的是，在體外實驗中我們采用這套微操作平臺對53個卵母細胞進行核移植，其中11個重構胚發(fā)育成為標志追隆成功的囊胚，發(fā)育率達到21% 。而此前體細胞克隆的囊胚率始終維持在10%左右 ?！壁w新說 。
克隆豬讓技術“開花結果”
為了讓這項技術“開花結果”，南開大學科研團隊將該核移植主意應用于整個克隆豬流程，先后盡成了數千例核移植操作，以此來驗證主意的有效性 。今年1月初，分四批盡成了510例核移植操作，并將這510枚克隆胚胎移植到6頭母豬體內 。最終，兩頭母豬順利受孕，并于4月26日、29日產下共計13頭健康的克隆豬 。
“我們的研究首席次從細胞的發(fā)育角度指導微操作，通過細胞受力將微操作過程與細胞發(fā)育結果建立聯系 。這套主意的推廣可進一步提高微操作技術對集體生物過程的奉獻 。可以預見，在輔助生育、動植物品種改良和大眾醫(yī)療、家畜生產等領域具有很好的應用前景 ?！壁w新說 。
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