基于精子样单倍体胚胎干细胞（haES）的牛羊基因编辑育种新技术Pro-iCHI

来自国内的研究人员成功培育出牛、羊单倍体胚胎干细胞（haES cells），开发了新型生殖技术“原生质蛋白介导的单倍体胚胎干细胞胞质内注射（Pro-iCHI）”，结合先导编辑（prime editing）实现基因修饰牛羊的精准培育，为畜牧育种提供了突破性策略。

　　

在啮齿类动物中，将单倍体雄核胚胎干细胞（haES cells）注入完整卵母细胞可实现后代的足月发育。然而由于反刍动物单倍体胚胎干细胞一直未能成功获取，该技术在其研究和基因组工程中的应用长期停滞。本研究成功建立了牛和羊的单倍体胚胎干细胞系，并开发出一种称为“单倍体胚胎干细胞胞质内注射（iCHI）”的新方法——类比于胞质内精子注射技术。反刍动物的haES细胞表现出形成态多能性特征，并在体外和体内均可分化为三胚层。通过在该类细胞中异位表达原生质蛋白（protamine），可将其细胞核转化为类精子样结构，显著提高iCHI胚胎的全程发育效率，该方法被命名为“原生质蛋白iCHI（Pro-iCHI）”。研究团队进一步将Pro-iCHI与先导编辑（prime editing）技术结合，成功培育出基因修饰的牛和羊。总体而言，Pro-iCHI为生产基因修饰家畜提供了一条极具前景的新路径。