近日,中科院動(dòng)物所周琪實(shí)驗室創(chuàng )造出一種新型干細胞——異種雜合二倍體胚胎干細胞,這是首例人工創(chuàng )建的、以穩定二倍體形式存在的異種雜合胚胎干細胞,為研究進(jìn)化上不同物種間性狀差異的分子機制和X染色體失活提供了新工具。相關(guān)成果日前發(fā)表于《細胞》。
周琪團隊通過(guò)細胞融合技術(shù)將小鼠孤雄(雌)和大鼠孤雌(雄)單倍體干細胞融合,從而繞開(kāi)了小鼠和大鼠的精卵融合后無(wú)法發(fā)育的生殖隔離障礙,獲得了異種雜合二倍體胚胎干細胞。這類(lèi)雜交細胞具有胚胎干細胞的三胚層分化能力,甚至能分化形成早期的生殖細胞,并在培養和分化過(guò)程中保持異種二倍體基因組的穩定性。
基因表達分析發(fā)現,異種雜合二倍體細胞展現出“高親”“低親”等獨特的基因表達模式及獨特的生物學(xué)性狀,對二者結合進(jìn)行分析能有效挖掘出物種間性狀差異的分子調控機制。同時(shí)雜合細胞的X染色體失活也不采用哺乳動(dòng)物常見(jiàn)的“隨機失活”模式,而是采用小鼠X染色體特異失活模式。利用該特性,研究系統鑒定了小鼠X染色體失活逃逸基因,揭示了X染色體失活和失活逃逸的新方式和新機制。
據介紹,這些具有胚胎干細胞特性的異種二倍體雜合干細胞將為進(jìn)化生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和遺傳學(xué)等研究提供新的模型和工具,從而完成更多的生物學(xué)新發(fā)現。