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女科學(xué)家,中國胚胎移植的拓荒者

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綿羊生出山羊,黃牛生出奶牛。這一稀奇的事情都是由胚胎移植技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。不僅如此,這一技術(shù)還能夠縮短世代間隔,提高肉畜的雙胎率,代替活畜的引進(jìn),是家畜育種的重要手段。而且能夠克服動(dòng)物的不孕,保護(hù)物種資源。胚胎移植是一項(xiàng)將雌性動(dòng)物體內(nèi)的早期胚胎,或者通過其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀況相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。

一、陳秀蘭攻關(guān)胚胎移植技術(shù)

上世紀(jì)70年代,我國為了能提高優(yōu)良母畜的繁殖潛力,為生產(chǎn)帶來更多效益,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全民的肉食自由,開始大力推進(jìn)胚胎移植技術(shù)。陳秀蘭被任命為中科院遺傳所哺乳動(dòng)物胚胎移植研究組組長,承擔(dān)這一領(lǐng)域的科研攻關(guān)任務(wù)。

1974年,在我國的大西北,一只內(nèi)蒙古土種綿羊成功生下了一只蘇聯(lián)三北羊。在這之前,國內(nèi)還沒有進(jìn)行過大型動(dòng)物的實(shí)驗(yàn),胚胎移植技術(shù)也只是起步階段。陳秀蘭帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷探索,慢慢拓荒。準(zhǔn)備充足之后,開始了真刀真槍地胚胎移植工作。這一次的三北羊胚胎移植采用了鮮胚移植的方式,就是將胚胎直接移植到受體的體內(nèi)。正式移植的第一步需要將受體母綿羊麻醉,以減少它們的疼痛和不適感,同時(shí)方便操作。然后確定移植位置,進(jìn)而進(jìn)行穿刺操作,就是將注射器插入受體母羊的子宮角部位,然后將胚胎注入其中。最后進(jìn)行沖洗操作,以保證胚胎順利進(jìn)入子宮內(nèi)膜,同時(shí)減少胚胎脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

圖片來源:pixabay

二、凍胚移植技術(shù)的突破

在此之后,陳秀蘭在這次移植的基礎(chǔ)上,研究不斷深入,掌握了凍胚移植技術(shù),解決了鮮胚移植的一些問題。冷凍是胚胎保存生育功能的唯一成熟方法。冷凍胚胎的技術(shù)是將通過試管培育技術(shù)得到的胚胎,存置于零下196℃的液氮環(huán)境中,得到長時(shí)間保存。由于當(dāng)時(shí)沒有冷凍儀,陳秀蘭想到了一個(gè)辦法,將裝有胚胎的安瓿瓶放入一個(gè)廣口保溫瓶,在廣口保溫瓶?jī)?nèi)加入培養(yǎng)液,再放入溫度計(jì)與攪拌器,然后一點(diǎn)點(diǎn)加入液氮并不斷攪拌,同時(shí)雙眼緊盯溫度計(jì),直到讀數(shù)緩慢降到-196℃,再把安瓿瓶取出,放入液氮罐保存。這種辦法很耗費(fèi)時(shí)間,但是正是用這種方式,使得我國在胚胎移植技術(shù)的發(fā)展道路上又邁出一步。

為了能夠?qū)⑴咛サ膬r(jià)值發(fā)揮到最大,更高效的提高家畜繁殖速度。陳秀蘭又開始了胚胎分割技術(shù)的研究,這一技術(shù)把動(dòng)物的胚胎分割開來,使其變成多個(gè)胚胎,然后又植入母畜的子宮里面,讓母畜懷孕,讓胚胎發(fā)育至足月后產(chǎn)出完整的小畜。面對(duì)沒有精密儀器的困境,陳秀蘭用酒精燈將普通玻璃管燒紅、拉細(xì),制成毛細(xì)玻璃管,自制了一把分割胚胎的“刀”。沒有顯微操作儀,就把顯微鏡上的兩個(gè)移動(dòng)器組裝在一起,上下左右移動(dòng),就成了一個(gè)簡(jiǎn)易的操作儀。利用這種自制工具,陳秀蘭帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)順利切割了奶牛胚胎,實(shí)現(xiàn)了人造的同卵雙牛犢。

這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用到我國的生物基因工程之中,如今的試管嬰兒、大熊貓輔助繁殖也是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來,隨著我國胚胎移植技術(shù)的不斷發(fā)展,如今也已進(jìn)入世界前列。

文章由科普中國-星空計(jì)劃(創(chuàng)作培育)出品,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源。

作者:嘮科開腦洞 科普作者

審核:吳德國 中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所主任 高級(jí)工程師

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