廣受關注的首屆世界智能大會在天津剛剛閉幕，7月3日，天津人工智能界的“朋友圈”里又傳出了令人驚嘆的好消息！經過兩個多月的漫長等待，近日，一份特殊的“親子鑒定”報告出爐：13頭克隆小豬與“代孕”母親無血緣關系，僅與供體細胞存在“親子關系”。這從醫(yī)學上證明了，世界首例機器人操作的體細胞克隆豬在天津誕生。

世界首例機器人操作的體細胞克隆豬在天津誕生

經過110天孕育，2017年4月26日、29日，兩頭普通的“代孕”母豬先后順利產下了13頭健康的純種小長白豬。較之以往“手工操作”的克隆技術，此次機器人的自動化“操刀”，用力更小，對細胞傷害更少，更高精度的操作將體細胞克隆技術成功的關鍵指標“囊胚率”從10%提高至20%。這一數(shù)據令全球同行都驚訝不已。

據了解，體細胞克隆技術是改良生物品種的經典方法之一。它將普通品種卵母細胞的細胞核去除后，注入優(yōu)良品種的體細胞。這種方法的優(yōu)勢在于獲得的生物后代一定是優(yōu)良品種。然而，這項技術成功率極低，成為制約體細胞克隆技術發(fā)展的瓶頸。

“作為最復雜的微操作之一，體細胞克隆技術急需實現(xiàn)機器人化，以提高后續(xù)細胞培養(yǎng)成功率，進而提高整個體細胞克隆技術的成功率，這是我們面臨的真正挑戰(zhàn)。”趙新教授是南開大學機器人所跨學科研究團隊的負責人，這項“機器人操作體細胞克隆豬”的研究正是他們團隊的研究成果?；谠撍邪l(fā)多年的“面向生物醫(yī)學工程的微操作機器人系統(tǒng)”，此次克隆豬的誕生，也是時隔15年后，該技術獲得的又一重大突破。

針對人工操作成功率低的問題，該研究團隊展開了科研攻關。“機器人操作進行體細胞克隆難就難在如何最大限度地減少對細胞的傷害。”趙新說，如果把人工操作的力度比作“一記重拳”，那么機器人“操刀”就要實現(xiàn)“輕輕一推”。找準了目標，團隊最終研制出具有可視化、微創(chuàng)化、定點化、定量化功能，集檢測分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀，利用該儀器實現(xiàn)了機器人化的細胞核移植流程。“手動操作撥動細胞，細胞最大變形30至40微米，經過計算后的機器人操作細胞最大變形降低至10到15微米。”趙新介紹，該微操作系統(tǒng)采用基于平衡壓模型的操作，讓抽取細胞核的過程更加“可控”“溫柔”。

實驗結果讓人非常滿意，機器人“溫柔”的撥動方法顯著減少了對細胞的傷害，細胞后續(xù)發(fā)育率顯著更高。“最令人興奮的是，在體外實驗中我們采用這套微操作平臺對53個卵母細胞進行核移植，其中11個重構胚發(fā)育成為標志著克隆成功的囊胚，發(fā)育率達到21%。而此前體細胞克隆的囊胚率始終維持在10%左右。”趙新說。

為了讓這項技術“開花結果”，南開大學科研團隊將該核移植方法應用于整個克隆豬流程，先后完成了數(shù)千例核移植操作,來驗證方法的有效性。2017年1月初，該團隊分四批完成了510例核移植操作，并將這510枚克隆胚胎分別移植到6頭母豬體內。最終，兩頭母豬順利受孕，并先后于4月26、29日分別產下7頭和6頭小豬仔，這13頭由機器人操作產生的克隆小豬目前非常健康。

“這套方法的推廣可進一步提高微操作技術對整體生物過程的貢獻?？梢灶A見，在輔助生育、動植物品種改良以及大眾醫(yī)療、家畜生產等領域具有很好的應用前景。”趙新說。

據了解，該項目獲得國家重大科研儀器研制專項、“863”計劃先進制造領域、天津市智能機器人重大科技專項支持。（“津云”—前沿新聞記者段瑋 通訊員吳軍輝）

原標題：厲害了 世界首例機器人“操刀”克隆豬在津誕生