天津：南开团队孕育出世界上首例机器人克隆猪

　　自从世界上第一只克隆羊多莉1996年7月5日 诞生以来，世界上的科学家们从未停止过对于克隆技术的探讨。克隆技术是一项全新的生物技术，这项技术不仅在生物领域具有作用，在农业等其他领域也产生了深刻的影响。这十几年来，随着生物科学技术的不断发展，科学家们已经不满足克隆羊领域的研究，逐渐把眼光转向了克隆猪等领域。近日，在我国天津市，成功运用机器人研制出克隆猪。这标志着世界上首例机器人克隆猪的诞生。

图片：世界上首例机器人克隆猪

　　经过两个多月漫长等待，一份特殊的“亲子鉴定报告”出炉：13头克隆小猪与“代孕”母猪无血缘关系，仅与供体细胞存在“亲子关系”，这从医学上证明了，世界首例机器人操作的体细胞克隆猪在中国天津诞生。

　　经过110天孕育，两头普通的“代孕”母猪先后顺利产下了13头健康的纯种小长白猪。较之以往“手工操作”克隆技术，此次机器人的自动化“操刀”，用力更小，对细胞伤害更少，更高精度的操作将体细胞克隆技术成功的关键指标“囊胚率”从10%提高至20%。这一数据令全球同行惊讶不已。

　　细胞核移植流程机器人化

　　“机器人操作体细胞克隆猪”研究来自南开大学机器人所赵新教授领导的跨学科研究团队，天津市畜牧兽医研究所是主要合作单位。南开大学机器人所研发多年的“面向生物医学工程的微操作机器人系统”，曾经获2002年度国家技术发明二等奖。此次克隆猪的诞生，也是时隔15年后，该技术获得的又一重大突破。

　　体细胞克隆是改良生物品种的经典方法之一。它将普通品种卵母细胞的细胞核去除后，注入优良品种的体细胞。这种方法的优势在于获得的后代一定是优良品种。然而，成功率极低，则成为体细胞克隆技术发展的瓶颈。针对上述问题，南开大学研究团队展开科研攻关，研制出具有可视化、微创化、定点化、定量化功能，集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪，利用该仪器实现了机器人化的细胞核移植流程。

　　据介绍，基于机器人微操作的体细胞克隆技术的关键难点在于，如何最大限度地减少对细胞的伤害。南开大学团队设计并实现了机器人化的细胞核移植流程，包括卵母细胞拨动寻找极体、抽核和体细胞注入三部分。

　　抽取细胞核更可控更温柔

　　科研人员通过分析微操作工具与细胞接触过程中的细胞受力情况，分别实现了基于最小力的细胞拨动与抽核，保证了细胞核移植操作过程中细胞受力最小。“手动操作拨动细胞，细胞最大变形30至40微米，经过计算后的机器人操作细胞最大变形降低至10到15微米。如果以往的力度是 一记重拳 ，那么现在就是 轻轻一推 。”赵新介绍，该微操作系统采用基于平衡压模型的操作，也让抽取细胞核的过程更加“可控”“温柔”。

　　实验结果表明，基于最小力的细胞拨动方法显著减少了对细胞的伤害；后续细胞培养表明，与人工操作相比，基于最小力的细胞抽核操作，细胞后续发育率显著更高。

　　“最令人兴奋的是，在体外实验中我们采用这套微操作平台对53个卵母细胞进行核移植，其中11个重构胚发育成为标志着克隆成功的囊胚，发育率达到21%。而此前体细胞克隆的囊胚率始终维持在10%左右。”赵新说。

　　克隆猪让技术“开花结果”

　　为了让这项技术“开花结果”，南开大学科研团队将该核移植方法应用于整个克隆猪流程，先后完成了数千例核移植操作，以此来验证方法的有效性。今年1月初，分四批完成了510例核移植操作，并将这510枚克隆胚胎移植到6头母猪体内。最终，两头母猪顺利受孕，并于4月26日、29日产下共计13头健康的克隆猪。

　　“我们的研究第一次从细胞的发育角度指导微操作，通过细胞受力将微操作过程与细胞发育结果建立联系。这套方法的推广可进一步提高微操作技术对整体生物过程的贡献。可以预见，在辅助生育、动植物品种改良以及大众医疗、家畜生产等领域具有很好的应用前景。”赵新说。

　　据了解，该项目获得国家重大科研仪器研制专项、“863”计划先进制造领域、天津市智能机器人重大科技专项支持。

　　和以前的克隆技术不同，这次的克隆猪采用的是机器人的自动化“操刀”，可以保证最大限度地减少对细胞的伤害。该微操作系统采用基于平衡压模型的操作，也让抽取细胞核的过程更加“可控”“温柔”。这次南开大学科研团队运用机器人进行克隆猪研制，不仅创造出了世界上首例克隆猪，而且也为我国今后的生物农业提供了良好的基础。以上内容由第一农经网小编为您整理，希望对您有所帮助。