奖励风采 |高效修饰克隆技术提升肉牛种业国际竞争力

克隆重编程的机制研究既是细胞多能性与胚胎发育的生命科学基础问题，也是种质保护和生物育种等畜牧种业领域前沿核心问题。然而，克隆重编程效率低，严重阻碍了该技术的推广应用。内蒙古大学草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室以表观修饰调控为突破口，利用自主研发的实时监测系统，完成了“体细胞克隆表观修饰重编程的动态调控机制研究”项目，为克隆技术在畜牧制种和再生医学应用方面提供有效支撑，项目成果被评为2022年度内蒙古自治区自然科学一等奖。

”在育种实践中，发现异常的克隆动物，常出现早期流产、胎盘巨大和呼吸障碍等现象。但是，成功克隆的动物可以产生正常表型的后代，说明这些异常现象不是基因突变造成的，而是由表观修饰重编程不彻底导致。“项目带头人杨磊研究员介绍，内蒙古大学草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室在李光鹏教授的带领下，开展“克隆+基因编辑”技术研究长达十五年，积累了丰富的技术经验，获得了农业农村部认定的3种传统育种较难培育的“双肌·肉牛”新品系。在此基础上，为了寻找克隆重编程中表观修饰障碍，团队首先建立了克隆重编程实时监测和表观修饰检测新方法，通过绘制牛、羊及小鼠克隆重编程中主要表观修饰的动态变化图谱，从而分析鉴定克隆重编程中异常修饰区域，通过干预改善关键调控因子的表达模式，进而获得挽救克隆重编程失败的方法，成功纠正了组蛋白关键修饰酶和先锋因子的调控缺陷，创制出K6-SCNT和D-SCNT两种高效修饰克隆新技术，极大提高了克隆动物的出生率，并在国家重大科技专项肉牛生物育种中实践应用取得了良好成效。同时，对比了体外受精和克隆技术获得的牛、羊及小鼠寿命，开启了克隆重编程与修饰调控研究的新热点。目前，高效克隆技术已在肉牛生物育种中实施应用。

克隆修饰重编新检测技术的建立及应用

我国是养牛大国，饲养了全球约10%的牛。尽管如此，我国每年仍需从国外进口200多万吨牛肉，核心种源的对外依存度高达70%。针对这一问题，该团队表示，将依托“内蒙古自治区自然科学一等奖”的工作基础，利用我区地方蒙古牛和国外良种资源，综合运用“基因组选择+基因编辑”的设计育种新方法，培育适应我区生长环境，既具有中国本土特色，又可以与国际顶级肉牛相媲美的高产优质肉牛新品种，提升我区乃至我国肉牛种业国际竞争力，支撑农畜产品生产基地的高质量发展。

打好种业翻身仗，需加快实施农业生物育种重大科技项目，这是2021年中央一号文件重要内容。生物育种技术的创新，对农业长期稳定发展和粮食安全起着重要根本性保障作用。”体细胞克隆重编程的动态调控机制研究“项目的成功突破，让世界为之振奋，不仅因为克隆动物彻底打破了生命科学的既定基础理论，即终末分化的动物细胞不会再具有全能性的结论，更重要的是其潜在的畜牧育种价值。然而，克隆技术的生物育种应用遇到的最大瓶颈是克隆动物出生率低，其主要原因是供体细胞未能被卵胞质充分重编程。因此，挖掘鉴定克隆重编程中的壁垒，寻找修复这些障碍的方法，对促进克隆育种技术的应用有着巨大潜力。该研究整合体细胞克隆、基因编辑和超速排卵胚胎移植等生物技术，创制的两种高效克隆修饰重编程技术，将会极大地促进畜牧种业向着优效方向发展，实现家畜克隆胚胎的产业化。