中科院师徒三人胚胎研究新成果登国际刊物

【字体: 时间:2011年03月25日 来源:生物通

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  来自中科院上海生科院生化与细胞所的研究人员发现仅含有母源遗传物质的2-细胞孤雌胚胎卵裂球能够重塑雄性配子,这对于揭开精卵子受精与胚胎发育的关联机制之谜提供了重要信息。这项研究由中科院上海生科院生化与细胞所李劲松研究员领导实验室成员杨辉和施霖宇完成。

  

生物通报道:来自中科院上海生科院生化与细胞所的研究人员发现仅含有母源遗传物质的2-细胞孤雌胚胎卵裂球能够重塑雄性配子,这对于揭开精卵子受精与胚胎发育的关联机制之谜提供了重要信息。这项研究由中科院上海生科院生化与细胞所李劲松研究员领导实验室成员杨辉和施霖宇完成。

这一研究成果公布在国际刊物《Cell Research》上,《Cell Research》杂志是由中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所、中国细胞生物学学会共同主办,中国科学院上海生命科学信息中心承办的一份英文刊物,2001年首次获得影响因子,创造了中国人创办与出版的科技期刊首次突破2分的历史纪录,并且在之后的这些年里,影响因子逐步提升,2009年度影响因子达8.151,首次进入国际细胞生物学领域核心期刊前10%。

精子和卵子各自携带着父母的遗传物质,通过受精结合到一起,形成一个新生命。受精后,精子的形态和结构在卵子中发生剧烈的变化,这一过程称为精子的重塑(remodeling)。那么,是否父母的遗传物质只有通过受精结合才能启始胚胎的发育呢,是否精子的重塑只能在卵子中发生呢?

为了探讨早期胚胎卵裂球的重塑雄性配子能力,杨辉和施霖宇首先对卵子进行孤雌激活处理并获得单倍体的2-细胞胚胎,然后,他们将携带绿色荧光蛋白的雄性配子(成熟精子或球形精子细胞)注入2-细胞的一个卵裂球中,观察雄性配子核在卵裂球中的变化以及注射后卵裂球的发育情况。实验结果显示,成熟精子核在注入后一直保持凝集状态,直到卵裂球进入有丝分裂期时才发生去凝集,随着卵裂球的分裂,成熟精子在一个子细胞中形成雄性原核,并与卵裂球的核发生融合参与胚胎的发育。球形精子细胞核在注入卵裂球后,一部分很快就发生明显的膨胀,形成雄性原核并与卵裂球核发生融合;而大部分的球形精子则在卵裂球进入有丝分裂期后发生重塑。

上述结果说明,2-细胞卵裂球的核内和胞质内均存在重塑因子,核内的因子在卵裂球进入有丝分裂期核膜降解后才能释放出来作用于成熟精子或球形精子细胞,而胞质内的因子只能对球形精子细胞产生重塑作用。最后,将球形精子细胞注入两个卵裂球后获得了所有细胞表达绿色荧光蛋白的囊胚,从这些囊胚中分离建立的胚胎干细胞在注入四倍体囊胚后能够发育成所有细胞来自胚胎干细胞的小鼠,这表明它们具有与正常受精来源的胚胎干细胞相似的体内发育能力。这些结果表明,2-细胞卵裂球能够重塑雄性配子。关于卵裂球胞质和核内什么因子产生重塑雄性配子作用的研究正在进行当中。

(生物通:万纹)

作者简介:

李劲松

简历:
1993年7月毕业于江西农业大学畜牧兽医系,获理学学士学位;1996年7月毕业于扬州大学畜牧兽医学院,获理学硕士学位;2002年7月毕业于中国科学院动物研究所,获理学博士学位;2002年8月至2007年7月在美国洛克菲勒大学从事博士后研究;2007年8月起任中科院上海生科院生物化学与细胞生物学研究所研究员,研究组长。体细胞重编程(somatic reprogramming)指的是分化的体细胞在特定的条件下被逆转后恢复到全能性状态,或者形成胚胎干细胞系,或者进一步发育成一个新的个体的过程。诱导体细胞重编程的方法有许多,如核移植、细胞融合、细胞提取物诱导、化学诱导以及分子调控诱导等。但到目前为止,唯一能诱导体细胞产生有功能个体的重编程的方法只有核移植,其他的方法只能在细胞、分子或生化水平上产生诱导。然而所有这些诱导体细胞重编程的技术都很不成熟,效率很低,体细胞重编程的机制还不清楚。虽然如此,但是体细胞重编程却有着非常广泛的应用前景,不仅在基础理论研究中,而且在应用研究中,例如家畜繁殖、动物保护以及人口健康等领域都有着重要的作用。因此,研究体细胞重编程的机制,提高重编程的效率以及开展体细胞重编程的应用研究显得尤为必要和紧迫。 主要从事完善核移植诱导体细胞重编程的方法,提高核移植的效率,探讨体细胞重编程的机制,建立新的诱导体细胞重编程的方法,开展体细胞重编程的应用研究。

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