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或是诺奖级大突破,中国科学家发现再造个体生命可能 | 钛媒体科普

林志佳

林志佳

· 6月23日

清华药学院丁胜团队在《自然》上发表重磅研究,以重新编程的全能干细胞有可能产生整个生物体。丁胜说,用非自然的方式创造生命起点,是生物学的一个“圣杯”,但可能面临巨大伦理问题。

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或是诺奖级大突破,中国科学家发现再造个体生命可能 | 钛媒体科普

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(图片来源:unsplash)

(图片来源:unsplash)

钛媒体App 6月23日消息,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鸡尾酒激素组合,将小鼠多能干细胞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),再发育成胚胎。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)

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)

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。

(本文首发钛媒体App,作者|林志佳)

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  • 再造生命个体真的可以吗

    2022-06-24 09:10 via pc
  • 回复

    科技研究真是在飞速前进

    2022-06-24 08:28 via android
  • 回复

    都不需要精子和卵子了?

    2022-06-23 21:16 via pc
  • 如果用细胞创造生命,就不涉及遗传了吧

    2022-06-23 21:13 via h5
  • 好家伙,用细胞制造生命是吗?

    2022-06-23 21:00 via android
  • 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。牛批

    2022-06-23 20:59 via iphone
  • 回复

    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。这个是的

    2022-06-23 20:57 via h5
  • 回复

    特定的细胞必须在特定的时间和位置出现,生命才会形成

    2022-06-23 20:51 via h5

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