知名学者Science获小鼠克隆研究新突破

　　

生物通报道：来自日本理化研究所生物资源中心，日本九州大学等处的研究人员报道了小鼠克隆最新研究成果，他们发现如果X染色体上的一个基因异常发挥作用，体细胞克隆小鼠的出生率就会降低，而如果使这个基因不发挥作用，则可大幅提高克隆小鼠出生率。这一研究成果公布在Science杂志上。

领导这一研究的日本理化研究Atsuo Ogura教授，这位科学家获得了多项小鼠克隆繁殖研究方面的成果，参与这项研究的还有华裔科学家，著名生物学家杨向中教授。

虽然人类1996年就培育出了第一只体细胞克隆的哺乳动物绵羊多利，但此后克隆动物的出生率一直非常低。在这篇文章中，研究人员分析利用克隆技术培育出的小鼠胚胎的基因时，发现在性染色体之一的X染色体上，Xist基因异常发挥作用。Xist基因能够抑制其他基因的功能。

这种Xist基因，即X inactivation-specific transcript，雌性哺乳动物携带两个版本的X染色体，而雄性则携带一个X染色和一个Y染色体，为了抵消双剂量同一基因可能产生的毒性，X染色体上的大多数基因都被沉默。这一X染色体失活（XCI）过程，长期以来被假设是由基因Xist的表达、具体来说是由该基因在失活X-染色体上的版本的表达触发的。

Xist基因的非编码性RNA是真哺乳亚纲哺乳动物(eutherian mammal)中X染色体失活过程的关键性起始物，然而它的精确功能和起源仍然不清楚。

在这篇文章中，研究人员敲除了Xist基因，使之不能发挥作用，再用敲除后的体细胞克隆胚胎，结果克隆小鼠的出生率大幅提高，相当于以前水平的八九倍，这对于小鼠克隆等牲畜培养等方面具有重要的意义。

之前来自北卡罗来纳州大学的研究人员用含有一个有缺陷的Xist基因的小鼠胚胎实验发现，事实上，在留下印迹的XCI过程中，父系X-染色体的沉默可在没有父系Xist的情况下被启动。如果仍旧没有Xist，X-染色体最终会再活化，说明它的作用也许是使沉默长期保持稳定。

另外Atsuo Ogura教授去年也获得了重要的小鼠繁殖研究技术突破，他们使用未成熟的生殖细胞，成功令小鼠繁殖一代的时间由以往最短约80天缩短到最短42天。

小鼠是世界上使用最广泛的实验动物。采用以往的育种技术，每繁殖一代小鼠需要至少约80天至3个多月。这样的繁殖需要经历几代至十几代，花费1年至3年时间，才能培育出实验所需的具有特定遗传系统的小鼠。

研究人员为了缩短小鼠的繁殖时间，从性成熟前的雄性小鼠体内提取圆形精子细胞，通过显微受精技术，成功使雌鼠受孕。这项技术将令小鼠繁殖时间大幅缩短。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Impeding Xist Expression from the Active X Chromosome Improves Mouse Somatic Cell Nuclear Transfer
Kimiko Inoue,1,2 Takashi Kohda,3 Michihiko Sugimoto,1 Takashi Sado,4 Narumi Ogonuki,1 Shogo Matoba,1 Hirosuke Shiura,1 Rieko Ikeda,1 Keiji Mochida,1 Takashi Fujii,5 Ken Sawai,5 Arie P. Otte,6 X. Cindy Tian,7 Xiangzhong Yang,7 Fumitoshi Ishino,3 Kuniya Abe,1,2 Atsuo Ogura1,2,8,*

Cloning mammals by somatic cell nuclear transfer (SCNT) is highly inefficient because of erroneous reprogramming of the donor genome. Reprogramming errors appear to arise randomly, but the nature of nonrandom, SCNT-specific errors remains elusive. We found that Xist, a noncoding RNA that inactivates one of the two X chromosomes in females, was ectopically expressed from the active X (Xa) chromosome in cloned mouse embryos of both sexes. Deletion of Xist on Xa showed in normal global gene expression and resulted in about an 8- to 9-fold increase in cloning efficiency. We also identified an Xist-independent mechanism that specifically downregulated a subset of X-linked genes through somatic-type repressive histone blocks. Thus, we have identified nonrandom reprogramming errors in mouse cloning that can be altered to improve the efficiency of SCNT methods.