NIBS首席科学家讲述干细胞的故事

【字体: 时间:2009年05月04日 来源:生物通

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  早年毕业于山东农业大学的高绍荣博士是北京生命科学研究所首席科学家,从事动物克隆的研究。其实验室主要研究方向集中在研究哺乳动物体细胞克隆胚胎发育过程中再编程(Reprogramming)的分子机理。近期获得了一些成果。

  

生物通报道:早年毕业于山东农业大学的高绍荣博士是北京生命科学研究所首席科学家,从事动物克隆的研究。其实验室主要研究方向集中在研究哺乳动物体细胞克隆胚胎发育过程中再编程(Reprogramming)的分子机理,近期获得了一些成果。

《Proteomics》杂志

Embryonic stem cells derived from somatic cloned and fertilized blastocysts are post-transcriptionally indistinguishable: A MicroRNA and protein profile comparison

这一文章报道了使用miRNA芯片和蛋白质组技术分析了体细胞克隆胚胎干细胞和正常受精胚胎干细胞在miRNA水平和蛋白质表达水平,证明体细胞克隆胚胎干细胞与正常受精胚胎干细胞在转录后水平高度类似。

体细胞核移植可以利用特异个体的分化细胞构建克隆胚胎从而可能得到病人特异的核移植胚胎干细胞系,已有的报道已经在小鼠和非人灵长类中基于这种技术成功实施了治疗性克隆。但是由于在克隆动物中发现了大量严重的异常表型,导致了人们对于治疗性克隆在安全性上的担心。虽然在转录水平和发育潜力上,克隆与正常受精的胚胎干细胞系没有明显差异,但是在转录后水平上的系统比较还是空白。

为了鉴定克隆和正常受精的胚胎干细胞在转录后水平上是否存在差异,研究人员通过miRNA芯片、2-D DIGE和生物信息学方法,比较了5个克隆和相对应的正常胚胎干细胞系的miRNA和蛋白质的表达丰度。进一步用stem-loop RT-PCR检测特异miRNAs的表达水平,运用质谱分析技术进一步鉴定差异表达蛋白。结果表明,在miRNA和蛋白质表达丰度上,克隆和正常受精的胚胎干细胞是高度类似的,这些结果与它们类似的发育潜力和转录水平是一致的,进一步证明克隆胚胎干细胞和正常受精来源的胚胎干细胞具有高度类似的治疗潜力。

《Biology  of  Reproduction》

不对称分裂对于很多生理功能都至关重要,包括干细胞增殖,发育的多样性,卵的减数分裂。在哺乳动物卵母细胞的减数分裂中,卵母细胞要经过两次典型的不对称分裂产生一个体积相对大的卵和两个小的极体,这样保存了尽可能多的营养物质供胚胎发育利用。

虽然已知一些小G蛋白如RAC,RAN 和 CDC42在这个过程中对极性产生和纺锤体的极性定位起一定作用,但是具体机制还不清楚。在小鼠卵细胞发育中没有哪个基因突变后可以逆转不对称分裂为均等分裂。

这篇文章发现ARF1,也属于Ras小G蛋白家族,控制卵的不对称分裂。把该基因突变后,卵的第一次减数分裂发生对称分裂,产生大小相同的两个卵母细胞而没有小极体的排放。即使在体外受精或孤雌活化后第二次减数分裂同样产生两个相同大小的胚胎。同时作者证明了ARF1通过影响MAPK的活性,控制细胞骨架蛋白Tubulin的结构以及稳定性来控制纺锤体的运动从而影响卵细胞分裂极性。ARF1在小鼠减数分裂中的重要作用的发现提出了一种新的控制哺乳动物卵母细胞不对称分裂的机制。

附:

高绍荣 博士
北京生命科学研究所研究员
Shaorong Gao, Ph.D.
Assistant Investigator, NIBS, Beijing, China

Phone:010-80726688
Fax: 010-80726689
E-mail:gaoshaorong@nibs.ac.cn

教育经历

1993
中国山东农业大学动物科技学院学士

1996
中国农业大学动物科技学院生殖生物学硕士

2000
中国科学院动物学研究所生殖生物学国家重点实验室生殖生物学博士

工作经历
2005-Present
中国北京生命科学研究所研究员
2004-2005
美国康涅狄格州大学助理教授
2004
美国坦普尔大学医学院费尔斯肿瘤和分子生物学研究所助理科学家
2002-2004
美国坦普尔大学医学院费尔斯肿瘤和分子生物学研究所博士后
2000-2002
英国苏格兰爱丁堡大学罗斯林研究所基因表达与发育系博士后
1998-2000
美国布朗大学医学院罗得岛州妇幼医院不孕不育科研究员助理

研究概述:

本实验室工作主要集中在研究哺乳动物体细胞克隆胚胎发育过程中再编程(Reprogramming)的分子机理。将体细胞核通过显微操作移入去除遗传物质的成熟卵母细胞中从而启动胚胎发育是一个由体细胞基因表达逆转进入胚胎细胞基因表达的再编程过程,正是由于我们对卵母细胞再编程的分子机理不清楚才使克隆成功的效率仍然处于非常低的水平。而能够分离纯化卵母细胞中特有的再编程因子(Reprogramming Factors) 将会对克隆效率的提高以及干细胞的研究起到十分重要的意义。我们今后工作重点之一就是要通过核移植并结合生物化学的方法鉴定卵母细胞胞质中的这些重要因子。

近来,人们已经意识到胚胎干细胞的研究对一些疾病治疗的重大前景。通过核移植的方法可以得到与病人遗传信息相同的胚胎干细胞,从而可以消除移植后免疫排斥的可能。我们实验室已经通过核移植的方法建立起了数十株小鼠体细胞克隆胚胎干细胞系并正在进行体外分化为心肌组织的研究和体内移植后功能的鉴定。同时我们正在进行人治疗性克隆的研究以期尽快建立病人来源的体细胞核移植胚胎干细胞系。

小鼠胚胎发育过程中卵母细胞与早期胚胎极性发生机理的研究也是我们实验室的重要研究方向。

因此,本实验室以后的工作主要集中在:

1.研究克隆胚胎再编程(Reprogramming)的分子机理,鉴定与纯化卵母细胞中特有的再编程因子(Reprogramming factor)。

2.建立克隆胚胎干细胞系并进行体外分化与功能的研究。

3.小鼠卵母细胞与早期胚胎极性发生机理的研究。

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