世界首例赖氨酸转基因克隆奶牛在吉林大学农学部培育成功
刚出生不久的小“织女”跟着妈妈学步。 本稿件照片除署名外其它均为徐仁元摄 资料图片
8月6日,由吉林大学农学部畜牧兽医学院动物胚胎工程吉林省重点实验室主任、吉林省动物生物工程研究中心主任李子义教授主持,内蒙古大学于海泉研究员、吉林省农业科学院张国梁研究员等参加的课题组,在国家转基因生物新品种培育重大专项和吉林大学基本科研业务费的资助下,经过两年协作攻关,于当日17时48分,在农学部奶牛繁育基地获得一头携带转入赖氨酸基因克隆牛犊。这头克隆奶牛的诞生,是人类利用分子生物学技术和体细胞核移植技术获得的世界首例赖氨酸转基因克隆牛,标志着国际克隆技术的又一次重大突破。
“因为8月6日正好是中国农历的七夕情人节,我们给这头小牛取名叫‘织女’。”昨日,吉大李子义教授在接受记者采访时说。
难睹芳容
25日一早,记者获悉世界首例赖氨酸转基因克隆奶牛在吉大农学部培育成功。克隆牛!记者的神经为之一振,马上联系采访。
记者赶到位于西安大路与和平大街交会处的吉林大学和平校区、吉大农学部所在地时,已接近10时。“克隆牛在哪?我们能拍照吗?”面对记者一连串的问题,农学部党务办公室副主任徐仁元笑了:“你今天可能看不到它。它目前在农安我们的培育基地呢,由专家和饲养人员照顾。”看记者有些失望,徐老师马上说:“不过我们有它的照片,我拿给你看,是头很健康漂亮的小奶牛呢。”
母女两样
从照片来看,克隆牛是一头标准的黑白花小奶牛,毛色油亮,脊背上大面积的黝黑,只有肩胛和额头有一点雪白。出生到现在,小克隆牛已经有19天大了,从它奔跑的动作看,小克隆牛相当地健康活泼。
徐仁元又拿给记者一张小牛和它母亲的合照。“原来它的妈妈是一头黄白花母牛啊,根本不是奶牛嘛。”记者说。“是啊,‘织女’和妈妈没一点相像,这更能证明它的克隆牛身份嘛。”徐仁元说。
早产儿“织女”
没有亲眼见到“织女”,让记者颇感遗憾。但还好,记者采访到了“织女”的创造者,吉大农学部畜牧兽医学院动物胚胎工程吉林省重点实验室主任李子义教授。
“我也有遗憾,‘织女’出生时我不在现场。”李子义教授笑着说,“那时候我正好在美国开一个遗传学的国际学术会,是我的学生殷玉鹏通过Email告诉我‘织女’出生了。”原来,母牛从怀孕到生产一般需要280天,而“织女”的妈妈怀孕276天就生产了,所以说它是个早产儿。
“原以为它可能会晚几天出生的。因为制备‘织女’克隆胚胎的体细胞,来自一个受孕40多天的奶牛胚胎。没想到它还早产了。”李子义说。
特殊的基因片段来自牛奶
李子义教授介绍,克隆牛“织女”是利用分子生物学技术,将牛奶蛋白中编码赖氨酸基因片段转入“雌性黑白花奶牛”胎儿成纤维细胞内,以此体细胞为细胞核供体,通过体细胞核移植技术制备克隆胚胎,再将克隆胚胎移植到西门塔尔杂交母牛(黄白花)代孕母牛体内,受孕276天后,顺利产下一头雌性转基因克隆牛犊(黑白花)。“也就是‘织女’。它出生时体重31.5公斤,与正常的小牛犊一样,健康活泼。经初步检测,体内携带所转入赖氨酸基因。”
这段描述有点专业,记者通俗地理解了一下,关键在于两次“转入”。第一次“转入”是将从牛奶蛋白中提取的氨基酸基因片段转入正常的奶牛胚胎,并以此胚胎为体细胞供体,制备克隆胚胎。需要注意的是,制备出的克隆胚胎与原来的正常奶牛胚胎相比,已经携带了赖氨酸基因片段。第二次“转入”是将克隆胚胎转入发情的黄白花代孕母牛体内。之后的过程跟正常的母牛产仔一样。
5%的成功率
描述克隆牛“织女”的诞生过程只要两句话,但真正实施起来,李子义和他的团队却尝试了整整两年。“成功率很低,大概只有5%。”李子义表示。
李子义承担的此实验项目全名叫“高赖氨酸牛乳转基因奶牛新品种培育”,属国家转基因生物新品种培育科技重大专项之一。课题的总体研究目标为获得一批产高赖氨酸牛乳转基因奶牛,并初步建立转基因牛及产品的安全性评价体系。
任何科学实验的成功都是建立在无数次失败的基础上的,对此李子义他们有心理准备。事实上,李子义教授和他的团队先后尝试培育了5批克隆牛。“前3批都流产了,有一头已经妊娠7个多月了,还是流产了。‘织女’是第四批。第五批准备培育携带赖氨酸基因的公牛,如果成功培育,让它与‘织女’交配所产生的子一代就有可能获得携带赖氨酸基因奶牛的稳定群体。”
“换句话说,我们还在努力为‘织女’培育它的‘牛郎’?”记者问。“可以这么说。”李子义说。
市场化有待时日
为什么要培育携带赖氨酸基因片段的克隆奶牛?因为赖氨酸是人体必需的8种氨基酸之一,主要功能是调节人体代谢平衡,提高钙的吸收,加速骨骼生长,同时有促进生长发育、增加食欲、减少疾病和增强体质的作用。
“人体自身不能合成氨基酸,必须从食物中获得。而中国人的主要食物——谷物的赖氨酸含量普遍较低,需要从高赖氨酸含量外源蛋白中补充摄入量的不足。”李子义表示。
至于牛奶,它本身含有赖氨酸,但含量较低,一旦培育出稳定的携带赖氨酸基因的奶牛群体,我们就可以将牛奶中的赖氨酸含量在现有基础上提高20%。显然,李子义教授的这项研究具有巨大的经济效益和社会效益。
记者:“得有多少头携带赖氨酸基因的奶牛,才能算稳定群体?”
李子义:“怎么也得一二百头吧。”
记者:“这么说这个项目的研究还要很长一段时间。”
李子义:“国家(转基因生物新品种培育科技重大专项)提出的是15到20年,我们这个项目估计得5到10年吧!” (记者 肖虹 通讯员 刘越西 徐仁元)
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吉林大学农学部畜牧兽医学院动物胚胎工程中心,其前身为解放军兽医大学胚胎工程研究室,创立于1982年。先后承担国家、军队及省部级科研课题50余项,发表SCI收录论文200余篇,培育国家动物新品种2个。该中心的主要研究方向集中于3个宽广且交叉的领域:(1)转基因克隆动物与抗病育种;(2)优质高产转基因动物培育与高效扩繁;(3)人类疾病动物模型培育。
该中心已在转基因动物克隆方面取得了一系列处于国际领先水平的重要成果。如获得了国际首例转基因雪貂、国际首例表达Omega-3脂肪酸(鱼油)的克隆猪和国际首例带有抗猪瘟病毒基因的克隆猪。
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克隆动物必然早衰吗?
世界上第一例克隆动物是1996年在英国诞生的克隆羊“多莉”。1997年,美国诞生了第一个“克隆猴”。此后,全球体细胞克隆动物全面开展,已经有小鼠、牛、山羊、猪和猫等多种克隆动物。
我国的克隆研究起步较早,从上世纪90年代起,我国就开展了大量的动物胚胎细胞克隆研究工作。1999年,我国第一头体细胞克隆羊诞生。此后,我国科学家又不断进行了多次克隆实验。2002年1月,我国第一只本土克隆牛“委委”在山东出生,但在降生后一个多小时就夭折了。国际上的克隆牛成活率也较低。
事实上,早在1999年人们开始注意到克隆羊“多莉”出现早衰现象,并对动物克隆的前景表示担忧。不过,随后进行的克隆牛研究发现更多的早亡现象。日本科学家获得8头克隆牛,其中4头不久后死亡。同时,美国、加拿大等国的克隆牛研究中均出现克隆牛流产率高、胎儿死亡率高、胎儿过重及胎盘异常等现象。中国科学院的专家表示,目前中国克隆牛流产早亡的原因仍在研究之中,国际上对于克隆牛出现的异常也尚未找到根本原因及最终解决办法。
不过专家同时表示,虽然克隆牛的成活率不高,但存活下来的克隆牛基本上是正常的。美国科学家对于24头已经达到性成熟时期的克隆牛进行体检,证明与正常牛完全一样,没有发现遗传缺陷、免疫缺陷和过于肥胖等现象。 (据百度词条)
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克隆动物产品安全吗?
关于克隆动物产的奶或肉是否存在安全问题,科学界一直存在争议。去年7月,欧洲议会议员投票支持一项立法法案,禁止克隆动物的肉类食品和其他制品进入欧洲的食品供应链。这项法案有望在今年9月正式成为欧盟法律。与欧洲相比,美国对克隆动物食品的态度比较宽松。美国食品与药品管理局曾表示,“克隆牛奶”适合人类饮用。
不少欧洲专家认为,克隆产品尚未发现存在任何食品安全风险。但不少人反对,认为克隆产品可能导致新的疾病由动物传染给人类。英国食品标准局进行的一项调查发现,民众普遍反对克隆肉类制品、奶类食品进入市场:“大多数人的结论是他们不想吃这种食物。”
中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室研究员丁方荣表示,从科学理论角度来讲,“克隆牛奶”适合人饮用,没有问题。因为全世界的克隆牛群体已经很大,克隆奶牛肯定会像普通奶牛一样产奶,因此就催生了“克隆牛奶”进入市场销售的现象。目前我国还没有“克隆牛奶”流入市场。 (据百度词条)