首 頁 世界首例單倍體干細(xì)胞制備牛羊培育成功
2025年10月7日，內(nèi)蒙古大學(xué)教授楊磊、李光鵬團(tuán)隊與同濟(jì)大學(xué)高紹榮院士團(tuán)隊合作，在國際學(xué)術(shù)期刊《Nature Biotechnology》上發(fā)表研究成果：研究團(tuán)隊成功培育出世界首例單倍體干細(xì)胞制備牛羊，并建立了一套全新的反芻動物單倍體育種策略，育種周期縮短95%，將全面推動反芻動物育種產(chǎn)業(yè)升級。
這項研究為反芻動物育種帶來根本性變革。由于單倍體干細(xì)胞只有一套染色體，基因編輯更容易、更精準(zhǔn)，結(jié)合“類精子”修飾技術(shù)，能將傳統(tǒng)方法需要20年的育種周期縮短至12個月左右，成本顯著降低。同期刊發(fā)的評論文章認(rèn)為，該技術(shù)是單倍體干細(xì)胞從探索到應(yīng)用的里程碑。
牛羊等反芻動物的育種技術(shù)是保障全球肉奶供應(yīng)、提升畜牧業(yè)效益的關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)生物育種技術(shù)過程復(fù)雜、耗時長，且克隆胚胎成活率極低，嚴(yán)重制約了新品種培育效率。
該研究給出突破性解決方案。團(tuán)隊成功攻克干細(xì)胞培養(yǎng)與發(fā)育難題，創(chuàng)新性構(gòu)建了“孤雄單倍體干細(xì)胞+‘類精子’表觀修飾+非整合引導(dǎo)編輯”三位一體技術(shù)體系。楊磊介紹，依托省部共建草原家畜生殖調(diào)控與繁育國家重點(diǎn)實驗室的深厚積淀，團(tuán)隊歷經(jīng)5年持續(xù)探索，一舉攻克了三大難關(guān)：首次研發(fā)全新的FACE培養(yǎng)液，建立了可穩(wěn)定傳代的牛羊孤雄單倍體干細(xì)胞系；驗證了這些干細(xì)胞具備良好的發(fā)育潛能；通過瞬時表達(dá)魚精蛋白策略，將干細(xì)胞核“壓縮”成類似精子結(jié)構(gòu)，使重構(gòu)胚發(fā)育率提升至體外受精胚胎水平，并成功獲得健康活體牛。
為驗證該技術(shù)體系的實際育種能力，團(tuán)隊瞄準(zhǔn)了牛羊育種中的“黃金靶點(diǎn)”——MSTN基因。利用新建的單倍體干細(xì)胞和非整合編輯工具，研究人員一次性實現(xiàn)了MSTN基因的100%敲除，最終成功培育出1只基因編輯早產(chǎn)羔羊和2頭健康的基因編輯牛，出生率達(dá)到13.3%，證明了其應(yīng)用可行性。
未來，該技術(shù)體系還可用于靶向編輯抗病、產(chǎn)奶等基因，有望培育出“高產(chǎn)量、高品質(zhì)、高抗病”的綜合性優(yōu)良品種，為保障國家肉奶供給奠定技術(shù)和材料基礎(chǔ)。
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