發(fā)布日期：2017-09-01

單倍體細胞在遺傳篩選和轉(zhuǎn)基因動物培育中具有重要價值。前期研究獲得了哺乳動物的單倍體胚胎干細胞，但是單倍體胚胎干細胞在體外培養(yǎng)和分化過程中會發(fā)生自發(fā)二倍化，對建立單倍體體細胞遺傳篩選體系帶來挑戰(zhàn)。

中國科學(xué)院院士、中科院動物研究所研究員周琪研究組通過活細胞觀察，證實單倍體胚胎干細胞在分裂時發(fā)生有絲分裂滑移使細胞從中期直接進入間期，從而導(dǎo)致二倍化。用調(diào)控分裂中期關(guān)鍵靶點的小分子抑制劑進行篩選，發(fā)現(xiàn)CDK1和ROCK通路是調(diào)控單倍體胚胎干細胞二倍化的關(guān)鍵通路。通過添加ROCK抑制劑，能將單倍體胚胎干細胞分化為三個胚層的單倍體體細胞，包括神經(jīng)干細胞（可進一步分化為成熟神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞）、心肌細胞和胰島細胞。利用PiggyBac轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)構(gòu)建的單倍體神經(jīng)細胞突變庫，可用于神經(jīng)毒素Mn2+的抗性基因篩選，并證實Park2在神經(jīng)細胞抵抗Mn2+神經(jīng)毒性過程中有重要作用。

上述工作揭示了單倍體二倍化的發(fā)生過程，發(fā)現(xiàn)了CDK1與ROCK通路是調(diào)控二倍化進程的關(guān)鍵通路。在此基礎(chǔ)上，研究獲得了小鼠三胚層來源的單倍體體細胞，并展示了單倍體體細胞在遺傳篩選中的重要價值。相關(guān)論文于8月29日在線發(fā)表于Cell Reports。周琪研究組的何正泉、夏寶龍、王昱凱為該論文共同第一作者，周琪為通訊作者。該項研究得到科技部國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、國家自然科學(xué)基金和中科院“干細胞與再生醫(yī)學(xué)研究”先導(dǎo)專項等的支持。

來源：中科院動物研究所