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動科所在雞原始生殖細(xì)胞技術(shù)研究方面取得新進(jìn)展
近日，動科所家禽育種團(tuán)隊(duì)在雞原始生殖細(xì)胞技術(shù)研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Single-cell RNA-seq offer new insights into the cell fate decision of the primordial germ cells”為題在International Journal of Biological Macromolecules期刊（中科院化學(xué)一區(qū)TOP，IF=7.7）發(fā)表。動科所為論文第一完成單位，鄒嫻研究員為論文第一作者，舒鼎銘研究員和羅成龍研究員為論文通訊作者。
原始生殖細(xì)胞（Primordial Germ Cells，PGCs）是精子和卵子的前體。雞是少數(shù)幾個可以從發(fā)育中的胚胎分離出PGCs并在體外增殖的物種之一，而雞PGCs是最理想的可以結(jié)合CRISPR系統(tǒng)開展基因組修飾鳥類模型研究的技術(shù)。目前基于雞PGCs技術(shù)獲得的基因修飾雞可用于冷凍保種、精準(zhǔn)育種和性別控制等，然而，由于雞PGCs體外培養(yǎng)條件復(fù)雜，同一種培養(yǎng)條件在不同實(shí)驗(yàn)室或不同雞品種的可重復(fù)性差，限制了其廣泛應(yīng)用。
本研究對2種不同培養(yǎng)體系共5個樣本開展單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序分析：①無血清無飼養(yǎng)層培養(yǎng)體系：在體外培養(yǎng)20天，取一個發(fā)育狀態(tài)好的細(xì)胞系，以及一個開始出現(xiàn)死亡的細(xì)胞系；②有飼養(yǎng)層有血清培養(yǎng)體系：分別收集體外培養(yǎng)第5、70和200天的細(xì)胞。同時下載已發(fā)表的雞PGCs單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)4個：胚胎期第6和8天各2個，整合到一起進(jìn)行分析。通過分析鑒定出PGCs自我更新和多能性維持的核心細(xì)胞群，它們主要處于G1和S期，且已報(bào)道的PGCs自我更新關(guān)鍵信號通路TGF-β和 Wnt在該類細(xì)胞群顯著高表達(dá)，并首次發(fā)現(xiàn)Hippo, FoxO, AMPK 和MAPK信號通路在該細(xì)胞群顯著高表達(dá)。
最后，本研究通過添加與這些信號通路相關(guān)的小分子化合物來研究雞PGCs體外擴(kuò)增效率，結(jié)果表明小分子可以提高雞PGCs體外擴(kuò)增效率。同時，通過篩選和調(diào)整不同小分子組合，開發(fā)新的有飼養(yǎng)層有血清培養(yǎng)體系建系成功率達(dá)59%，建系所需時間約26天。
這一成果提供了調(diào)控PGCs命運(yùn)機(jī)制的寶貴見解，將有助于設(shè)計(jì)含有小分子的新培養(yǎng)基，并提高PGCs培養(yǎng)條件的可重復(fù)性，對家禽產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
本研究獲得了國家肉雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-41-CARS-41-G12）、國家自然科學(xué)基金（32102539）、廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022B0202110002）、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院/豬禽種業(yè)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室人才培養(yǎng)專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141813024099471
