《美国科学家解锁鸟类干细胞新突破》

  • 来源专题:农业生物安全
  • 编译者: 李周晶
  • 发布时间:2025-10-21
  • GEN网站10月1日报道,美国南加州大学应其龙教授团队首次成功从鸡、鹌鹑、火鸡、鸭、鹅、孔雀、鸵鸟等八种鸟类中分离并稳定培养出具有真正多能性的胚胎干细胞(ESCs),破解了非哺乳动物干细胞建系的世界性难题,为家禽遗传改良、生物制药和濒危物种保护提供了关键技术支撑。研究结果发表在《Nature Biotechnology》上。

    研究发现,传统方法难以维持禽类干细胞未分化状态,而卵黄中的关键蛋白——卵转铁蛋白(ovotransferrin)在干细胞自我更新中起决定性作用。结合小分子抑制剂IWR-1和G?6983,研究人员在鸡中建立了稳定培养体系,并通过添加SB431542和鸡源LIF等成分,为不同鸟类开发出“定制化”培养方案,成功实现多种禽类ESCs的长期传代。

    经严格验证,这些干细胞具备完整多能性,体外可分化为三胚层细胞,体内可参与胚胎发育并形成嵌合体。鸡源ESCs经CRISPR基因编辑后,可嵌合至白化鸡胚胎并表达色素羽毛,证实其生殖系传递潜力。

    该成果为农业生物技术开辟新路径:可定向培育抗病高产家禽新品种;利用鸡蛋作为生物反应器生产疫苗、抗体等高价值药用蛋白;建立珍稀濒危鸟类种质资源库,助力生物多样性保护。此项突破标志着禽类再生生物学进入实用化阶段,不仅能推动农业和医药的发展,也为物种保护提供了新的希望。

  • 原文来源:https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/avian-embryonic-stem-cells-derived-using-egg-yolk-based-culture/
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    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-03-23
    • 据外媒报道,科学家们首次研发了一种能够有效吸收阳光的单分子,而且该分子还可以作为一种催化剂,将太阳能转化为氢气,而氢气可作为清洁的燃料替代品,用于燃油汽车。该种新分子可以从整个可见光光谱中收集能量,与目前的太阳能电池相比,可以多利用50%的太阳能。这一发现可以帮助人们摆脱对化石燃料的依赖,转向使用不会对气候造成影响的能源。 该研究团队由美国俄亥俄州立大学(The Ohio State University)化学与生物物理动力学中心主任兼化学教授Claudia Turro领导。Turro表示:"我们的想法是利用太阳光子,将其转化为氢气。简而言之,我们利用来自阳光的能源,并将其存储在化学键中,以便日后使用。"光子是阳光的基本粒子,包含能量。 研究人员首次证明,可以从太阳光的整个可见光光谱(包括低能量红外光谱,也是太阳光光谱的一部分,以前很难收集该光谱的能量)中收集能量,并迅速且有效地将其转化成氢气。氢气是一种清洁燃料,在使用过程中不会产生碳或二氧化碳。 Turro表示:"该理念得以实现是因为该系统能够让该分子处于激发状态,吸收光子,并存储两个电子,以制造氢气。在一个由两个光子产生的分子中存储两个电子,并合成制氢,这一做法前所未有。" 将太阳能转化为汽车燃料首先需要利用一种机制收集能量,再将此类能量转化为燃料,而转化需要一种称为"催化剂"(能够加速化学反应)的东西,让太阳能转化为氢气等可使用的能源。 以前的研究大多数是尝试收集紫外线等较高能量波长的阳光,再将此类太阳能转化为氢气。Turro表示,少数依靠单分子去收集能量的研究也非常低效,部分原因在于无法从整个可见光光谱中收集能量,而无法做到这一点的原因在于催化剂本身降解得很快。 Turro的研究小组发现了如何用一个分子(元素铑的一种形式)制造催化剂,从而可以损失更少的能量。研究小组找到了方法,可以收集从红外线到紫外线整个可见光光谱的能量。该研究小组设计的系统与之前和紫外线光子工作的单分子系统相比,效率提高了24倍以上。 在该项研究中,研究人员用LED灯照射含有活性分子的酸性溶液,发现制出了氢气。Turro表示:"该方法可行的原因是该分子很难被氧化。" Turro表示,在该研究小组将成果应用于现实世界之前,还有很多工作要完成。铑是一种稀有金属,以铑为原料制造催化剂的成本较高。目前,该研究小组正致力于改进该分子,使其能够在更长的时间段内制造氢气,并致力于利用更便宜的材料制造催化剂。
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2017-12-28
    • 人类这种多器官生物之所以存在,离不开细胞可塑性。 日前,来自德国慕尼黑赫尔姆霍茨慕尼黑中心(Helmholtz Zentrum München)和路德维希 - 马克西米利安 - 慕尼黑大学(Ludwig-Maximilians-Universität München,LMU)的科学家在《Nature Genetics》发表 论文称,他们突破多能胚胎干细胞体外重编程为全能样细胞瓶颈。 单粒的受精卵细胞第一次分裂后形成两个细胞(简称 “2 细胞期”),它们也被称为全能细胞(totipotent cells),意味着它们具备发育出完整有机体的能力,包括胚胎的胎盘组织。另一个概念,胚胎干细胞(embryonic stem cells, ES 细胞)虽然具备多能性可以制造有机体的所有类型细胞,但通常无法发育为胎盘组织。 在体外培养 ES 细胞的过程中,只有约 1% 细胞能自发变为类似 2 细胞期的全能细胞,因此这些特殊的培养细胞得名 “2 细胞样细胞(2-cell-like cells,2CLCs)”。为了解答 2CLCs 形成的分子原因,Maria Elena Torres-Padilla 教授课题组想比较一下 2CLCs 和普通 ES 细胞基因表达。 论文第一作者 Diego Rodriguez-Terrones 表示:“2CLCs 表达逆转座子 MERVL,先构建携带绿色荧光蛋白基因的 ES 细胞,当 MERVL 发生表达时,细胞就会散发绿色荧光。利用该细胞系,我们先分离 ES 细胞和进入 2 细胞期样细胞,然后再比较它们的基因表达情况。” 单细胞转录组分析为研究团队提供了一张带动 ES 细胞转变为 2CLCs 的基因表达图谱。 他们发现,在过渡期转录因子 Zscan4 表达量升高。于是,研究人员又设计了当细胞生产 Zscan4 时,同时表达红色荧光蛋白的细胞系。 活细胞成像结果显示,的确在细胞变绿之前(代表 MERVL 阳性的 2 细胞样细胞),大部分细胞先变成了红色(代表 Zscan4 阳性)。 论文通讯作者、赫尔姆霍茨慕尼黑中心教授 Maria Elena Torres-Padilla 说。“这样的观察结果再加上转录组数据,我们发现了细胞转变为 2 细胞样细胞前必经的中间状态,这种有序的基因表达变化帮助我们认识了细胞可塑性的关键调控因子。” 为了鉴定染色质调控因子对细胞重编程有何促进作用,研究团队又进行了约 1000 个基因的 siRNA 筛选,观察它们对 2CLCs 外观的影响。“结果比较出乎意外,我们又发现了很多新蛋白参与 2CLCs 形成,” 文章共同一作博后研究员 Xavier Gaume 说。 其中比较特别的是,Ep400/Tip60 的水平下调可以导致更多数量的 2CLCs。Ep400/Tip60 主要参与染色质压缩,这项研究结果证明,染色质的 “开放” 与细胞效能之间应该还存在着其他有趣的联系。