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机器人“操刀” 13头克隆猪在津诞生创世界首例

时间:2017-07-04 08:12:00   来源:天津网   作者:赵晖   责任编辑:郝英杰

  天津网讯 天津日报记者 赵晖 近日,经过两个多月的漫长等待,一份特殊的“亲子鉴定”报告出炉,13头克隆小猪与“代孕”母亲无血缘关系,仅与供体细胞存在“亲子关系”。这从医学上证明了,世界首例机器人操作的体细胞克隆猪在天津诞生。

  经过110天孕育,4月26日、29日,两头普通的“代孕”母猪先后顺利产下了13头健康的纯种小长白猪。较之以往“手工操作”克隆技术,此次机器人的自动化“操刀”,用力更小,对细胞伤害更少,更高精度的操作将体细胞克隆技术成功的关键指标“囊胚率”从10%提高至20%。这一数据令全球同行惊讶不已。

  “机器人操作体细胞克隆猪”研究来自南开大学机器人所赵新教授领导的跨学科研究团队,天津市畜牧兽医研究所是主要合作单位。南开大学机器人所研发多年的“面向生物医学工程的微操作机器人系统”,曾获2002年度国家技术发明二等奖。此次克隆猪的诞生,也是时隔15年后,该技术获得的又一重大突破。

  体细胞克隆是改良生物品种的经典方法之一。它将普通品种卵母细胞的细胞核去除后,注入优良品种的体细胞。这种方法的优势在于获得的后代一定是优良品种。然而,成功率极低,成为体细胞克隆技术发展的瓶颈。

  “作为最复杂的微操作之一,体细胞克隆技术急需实现机器人化。通过机器人化体细胞核移植操作,提高后续细胞培养成功率,进而提高整个体细胞克隆技术的成功率,是我们面临的真正挑战。”赵新说。

  针对上述问题,南开大学研究团队面向生命科学发展需求展开科研攻关,研制出具有可视化、微创化、定点化、定量化功能,集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪,利用该仪器实现了机器人化的细胞核移植流程。

  据介绍,基于机器人微操作的体细胞克隆技术的关键难点在于,如何最大限度地减少对细胞的伤害。南开大学团队设计并实现了机器人化的细胞核移植流程,包括卵母细胞拨动寻找极体、抽核和体细胞注入三部分。

  为了让这项技术“开花结果”,南开大学科研团队,将该核移植方法应用于整个克隆猪流程,先后完成了数千例核移植操作,来验证方法的有效性。2017年1月初,分四批完成了510例核移植操作,并将这510枚克隆胚胎移植到6头母猪体内。最终,两头母猪顺利受孕,并于4月26日、29日分别产下7头、6头共计13头健康的克隆猪。

  “我们的研究第一次从细胞的发育角度指导微操作,通过细胞受力将微操作过程与细胞发育结果建立联系。这套方法的推广可进一步提高微操作技术对整体生物过程的贡献。可以预见,在辅助生育、动植物品种改良以及大众医疗、家畜生产等领域具有很好的应用前景。”赵新说。

  据了解,该项目获得国家重大科研仪器研制专项、“863”计划先进制造领域、天津市智能机器人重大科技专项支持。

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