或是诺奖级大突破,中国科学家发现再造个体生命可能

1评论 2022-06-23 17:24:40 来源:钛媒体 作者:林志佳

  清华大学药学院丁胜教授及其团队以哺乳动物小鼠为主要研究对象,经过6年多攻关,首次发现全新TAW鸡尾酒药物组合,能够特异地诱导出一类具备转变为完整有机体潜能的全能干细胞(胚内和胚外分化潜力)。即该全能干细胞可以在不需要生殖细胞的情况下创造生命。

  这一突破性创新研究成果,于本周二(6月21日)发表在顶级学术期刊英国《自然》(Nature)杂志上,标题为《采用小分子鸡尾酒组合诱导小鼠全能干细胞》(手稿版本)。

  本论文通讯作者、清华药学院首任院长丁胜表示,这一研究(它)为再次创造个体生命甚至加速不同物种的进化创造了可能,标志着全新的生命创造研究领域开启。

  丁胜强调,这种以非自然方式创造生命起点的发现,是生物学领域的一个“圣杯”。而且,该研究通过在实验室中保持诱导所产生细胞的全能性(胚内和胚外分化潜力),为后续研究提供一个稳定的系统来揭开生命创造的神秘面纱。

  清华大学官网则表示:“在未来,不止像小说中孙悟空身上的毫毛,动物身上的血液、皮肤等任何一处体细胞,都能通过重新编程为多能干细胞,进而‘用药’后成为能够独立形成生命的全能干细胞。”

  中科院医学信息所引述丁胜的话称,这篇论文迈出了探索生命起源的重要一步,为后续研究开辟了巨大的机遇。

  B站up主@孢菌评论称,该研究属于诺贝级别论文。这对于克隆,胚胎学,干细胞治疗等领域具有重大意义。“也就是说,克隆不再需要卵子了,教科书也需要改写,动物细胞也具有了全能性,而不单单是细胞核.这是以一种人工的方式创造了生命。”

  一个颠覆性构想:再创个体生命创造的可能

  实际上,生命的起点是一个细胞。无论是血液、大脑、和肝脏细胞,都可以追溯回这个单细胞胚胎或受精卵。

  在自然界中,精子和卵子融合在一起会产生受精卵,而受精卵会分裂形成新细胞,新细胞继续分裂并逐渐特化,即产生组织器官的特异性和功能,这一过程不可逆转。

  一旦单细胞胚胎分裂并达到二细胞胚胎阶段,细胞将很快失去产生生命个体,以及分化形成所有胚内和胚外细胞类型的能力。

  随着时代的不断发展,科技的不断进步,从克隆技术到再生医学,如何找到除自然胚胎孕育之外的其他途径来创造或复原生命,一直是生命科学领域追求的一个目标。它吸引着代代科学家投入其中,相关的重大成果更是历次获得诺贝尔奖的青睐。

  此前的研究多集中在将体细胞或非生殖系细胞转变为多能细胞。

  2012年,诺贝尔生理学或医学奖联合授予英国科学家约翰·戈登(John B. Gurdon)和日本科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka),以表彰他们“发现成熟细胞可被重编程变为多能性”。

  而这次丁胜团队的研究,是基于上述成果,从更成熟的细胞,而不是利用生殖细胞(精子和卵子)获取生命最早的起始细胞中获得创新替代。

  论文显示,丁胜团队选择并筛选了数千个小分子组合,最终发现并确定了三种小分子的组合,可以将小鼠多能干细胞诱导成具有全能特性的细胞——全新TAW鸡尾酒药物组合,能够特异地诱导出一类具备转变为完整有机体潜能的全能干细胞,并在小鼠中进行了实验。

  简单来说,在这项研究中,科研团队是将多能小鼠干细胞,转化为全能干细胞(受精后第一次和第二次分裂中形成的胚胎细胞)。

  随后,研究团队详细核实确认了TAW诱导后的细胞,包括它们的全能性和非多能性。这些细胞在所有的转录组、表观组和代谢组水平上都通过了严格的分子测试标准。为了进一步证明TAW细胞具有真正的全能性,研究团队在体外测试了它们的分化潜力,并将其注射到小鼠早期胚胎中以观察其体内的分化潜力。

  从mESC 到 ciTotiSC 的化学定向诱导(OCT4绿色荧光标记的是多能干细胞,MERVL红色荧光标记的是全能干细胞)

  他们发现,这些细胞不仅在培养皿中表现出具备真正的全能干细胞的特点,而且在体内还分化成胚内和胚外谱系。它们具备发育成胎儿和周围卵黄囊和胎盘的潜力,而多能细胞只能发育成胎儿。

  此外,研究人员在特殊培养条件下培养由TAW鸡尾酒药物组合诱导的全能干细胞时,新生细胞也显示出类似的全能特性。这一观察结果表明,TAW诱导的细胞在实验室环境中可以保持全能性,从而建立一个稳定的系统。

  “特定的细胞必须在特定的时间和位置出现,生命才会形成,”丁胜表示,“没有合适的工具就无法深入研究这一问题。从这个角度来说,这一研究发现迈出了探索生命起源的重要一步,并为该领域后续的研究奠定了坚实的基础并开拓了巨大的机遇。”

  丁胜团队研究成果主要参与者合影(来源:清华大学官网)

  据悉,本论文通讯作者丁胜,现任清华大学药学院首任院长、拜耳特聘教授,并担任全球健康药物研发中心(GHDDI)主任。他于1999年在加州理工学院获得化学学士学位,并在斯克里普斯研究所获得化学博士学位,担任该研究所化学系任职助理教授、副教授,及曾任职于格拉德斯通研究所等。此外,论文第一作者为丁胜课题组胡妍妍、杨媛媛、谭彭丞,共同通讯作者是刘康助理研究员、马天骅副研究员。

  该研究或将存在伦理争议

  丁胜表示,该研究以非自然方式创造生命起点的发现,是生物学领域的一个“圣杯”。

  然而,值得注意的是,丁胜还指出,这一发现带来的“许多可能性”科学话题将会引起争议,尤其是社会道德与伦理性的讨论。

  “毕竟,在过去的十年里,科学界没有看到对人类胚胎研究的任何较宽松的限制。”丁胜指出,去年开始,人们已认真考虑将人类胚胎在培养皿中的保存时间从最初的14天进行延长。而本论文研究过程严格遵循科学伦理框架。

  丁胜强调,作为科学家,他们的主要工作是专注于推动科学发现,并为未来的研究者奠定科学基础,后者将拥有社会伦理层面决策的知识与工具。

  “科学极限的突破或可推动公共政策的改革,合理调整科学研究与社会伦理的平衡,让科学能有更多探索的空间,为人类的发展拓宽边界。”丁胜说。

(责任编辑:张振江)

关键词阅读:中国科学家

快来分享:
评论 已有 0 条评论
更多>> 以下为您的最近访问股
全网|财经|股票|理财 24小时点击排行