革命性的细胞生物学:有史以来第一次通过纯化DNA注射在活卵中产生人工细胞核

【字体: 时间:2024年10月10日 来源:AAAS

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  以往许多关于细胞核形成的研究都使用了青蛙卵母细胞的提取物,因此无法观察到活细胞中的细胞核。虽然最近已经开发出人工重建细胞核形成的方法,但尚未实现完整的功能结构。近台大学研究小组在世界上首次成功地将纯化的DNA溶液注射到活小鼠卵子中,而不是使用精子。

  

由Kazuo Yamagata教授(近畿大学生物科学与技术学院)和Tokuko Haraguchi教授(大阪大学前沿生物科学研究生院)领导的团队研究组在世界上首次成功地将纯化的DNA溶液(而不是精子)注入活小鼠卵子中。

在小鼠卵母细胞内重建人工细胞核的部分结构已经成为可能;准确地再现其功能是不成功的。这项研究揭示了细胞核发挥作用的必要条件。这一发现揭示了获得核功能所需的机制、条件和因素,并有望导致新技术的发展,如灭绝动物的复活和人工生命的创造。 

细胞核是一个重要的细胞器,几乎参与了所有的生物现象,如DNA的复制和转录。然而,对于原子核的结构和功能的形成过程,以及形成原子核所需要的因素的研究却进展甚微。

研究组的目标是在哺乳动物卵子内人工制造细胞核,以研究核构建机制和核形成所需的最低条件。

结果表明,通过在适当的时间注入纯化的DNA而不是精子,可以进行类似受精的过程,并且可以构建与真正的细胞核非常相似的结构。研究小组还发现,注射DNA的行为取决于DNA的长度和浓度;他们确定了DNA的最佳长度和浓度。

通过观察注射了纯化DNA的胚胎,研究小组证实,注射的DNA形成了核小体结构,在注射的DNA周围形成了类似于真正细胞核的核膜和核孔复合物,并且细胞核所需的转运功能是充分的。

此外,通过使用活细胞成像技术,该团队成为世界上第一个捕捉到获得核孔复合物的注射DNA的团队。

本研究成功地制造出具有核传输功能的人造核。通过进一步的研究,有望制造出完整的人造细胞核,从而使灭绝的动物复活,并创造出人工生命。

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