摘要:近日,全球首家复活灭绝物种的公司 Colossal Biosciences 宣布,其在鸟类细胞科学领域取得多项里程碑式成果,使渡渡鸟复活计划更近一步。与此同时,公司再获1.2 亿美元融资,本轮融资总额达到3.2 亿美元,公司整体估值已达103.2 亿美元。自
近日,全球首家复活灭绝物种的公司 Colossal Biosciences 宣布,其在鸟类细胞科学领域取得多项里程碑式成果,使渡渡鸟复活计划更近一步。与此同时,公司再获 1.2 亿美元融资,本轮融资总额达到 3.2 亿美元,公司整体估值已达 103.2 亿美元。自 2021 年成立以来,该公司已累计融资额已超过 5.55 亿美元。
此次宣布的突破性进展包括:首次成功培育出鸽子原始生殖细胞 (PGC);建立基因编辑鸡群,作为渡渡鸟及其他濒危鸟类的潜在代孕个体;发布三种关键鸽类高质量基因组,为渡渡鸟基因比对提供资源;在美国德州建立尼柯巴鸠繁殖群体;成立毛里求斯渡渡鸟顾问委员会,指导本地保护与野化计划。
在复活任何已灭绝物种的路径中,如何将基因编辑后的细胞转化为可繁殖的个体是最大难点之一。对于哺乳动物,科学家常用克隆技术实现;但由于鸟类卵子的特殊结构,克隆不可行,因此需要依赖原始生殖细胞(PGCs) 技术。
此前,PGC 仅能在鸡和鹅体内培养,极大限制了鸟类基因工程的应用。Colossal 团队通过超过 300 种培养组合的实验,终于找到适合鸽类的“配方”,使鸽类 PGC 在体外可健康生长,并在注入胚胎后能够迁移至性腺,确认其功能性。该研究的详细信息已发表在 bioRxiv 上,并已提交同行评审。
“这是渡渡鸟复活的关键一步。” Colossal 的 CEO 兼联合创始人 Ben Lamm 表示。
在 PGC 突破的基础上,Colossal 还宣布:成功培育出携带编辑后 PGC 的鸡,这些鸡已达到性成熟并开始产卵。这些“嵌合鸡”的精子或卵子中将携带基因编辑结果,为下一代提供可能性;在德州繁育的尼柯巴鸠(渡渡鸟的现存近亲)已开始产蛋,团队获得首批尼柯巴鸠胚胎 PGC,用于进一步编辑与培养;通过基因编辑,使部分鸡不再产生自身生殖细胞,从而作为“代孕个体”携带鸽类细胞。这意味着未来一只鸡可能孵化出一只鸽子,最终为渡渡鸟复活铺路。
为了精准锁定渡渡鸟的独特基因,Colossal 团队公布了三种鸟类的新参考基因组:齿鸠(又称小渡渡鸟,极危物种);罗德里格斯渡渡鸟 (已灭绝,渡渡鸟的姊妹种);尼柯巴鸠(渡渡鸟最近的现存近亲)。
这些基因组资源将帮助科学家解析渡渡鸟与近亲物种的差异,筛选最关键的基因编辑位点,加快渡渡鸟基因组重建进程。
以下是该公司在渡渡鸟项目上取得的具体进展:
细胞生物学与工程学
● 成功培养鸽类原始生殖细胞(PGCs),可在体外存活数周,并保持关键的生殖细胞特征,证明其为健康的 PGCs。其倍增周期约为 35 小时。
● 培育出携带编辑后 PGCs 的鸡,已达到性成熟并开始产蛋。团队已开始筛选其后代,并识别出首批完全基因编辑的鸟类!在性成熟后,这些鸡将产下不育的代孕卵,团队将测试其支持鸽类 PGC 生长和发育的能力。
● 德州实验基地的尼柯巴鸠已开始产蛋。团队已收集胚胎成纤维细胞,正在建立可用于基因编辑测试的细胞系。同时,团队还从这些胚胎中收集到首批尼柯巴鸠 PGCs。
● 开发了鸽、鸸鹋和南美鸵胚胎干细胞(ESCs)的培养基条件。目前已获得健康的 ESC 菌落,正在验证其是否为真正的 ESCs。ESCs 有望成为 PGCs 之外的另一种基因编辑鸟类的途径。
● 利用稳定的 PGC 菌落编辑鸽类 DNA 序列,靶点来自该公司在渡渡鸟基因组上的计算生物学研究。目前团队正使用原鸽(rock doves)的 PGCs。
● 扩展了尼柯巴鸠胚胎 PGCs 的研究,作为渡渡鸟的最近现存近亲,将成为渡渡鸟复活工作的基因组替代来源。
● 采用胚内电穿孔技术,将编辑构建体导入神经嵴细胞(鸟类喙部的主要细胞群)。团队测试了渡渡鸟的遗传变异,以识别哪些基因变化在形成渡渡鸟独特喙部和面部中最为关键。
● 优化基因编辑组分在鸟类 PGCs 中的递送方式,确保编辑后尽可能高的细胞存活率。
● 建立了羽毛髓细胞低温保存的新协议。这将为保护学者提供在野外建立鸟类细胞库的新工具,并能安全运输至远距离地点。
基因组学与计算生物学
● 生成高质量参考基因组:包括冠鸠(Goura,渡渡鸟的近亲)、鹌鹑(用于发育研究的模式物种)和尼柯巴鸠(渡渡鸟最近的现存近亲)
● 收集并整理 75 个鸟类头骨的 CT 扫描数据,与高质量基因组配对,用于分析哪些基因在喙部和面部发育中最为重要。
● 完成数百个颅面组织样本的收集:涵盖鸡、鸭、鹌鹑和鸽四种鸟类的三个面部区域,在六个胚胎发育阶段采样。目前正在进行 ATAC-Seq(染色质开放区测序)和 RNA-Seq(转录组测序),以确定不同基因在喙部发育中的作用。这些数据将与头骨扫描分析结合,用于筛选渡渡鸟的编辑变异。
● 生成渡渡鸟及其近亲的泛基因组(pangenome)。
● 对渡渡鸟基因组进行深入分析,定位与关键表型相关的区域。
● 构建了一个综合性的 Google BigQuery 数据库,整合分析结果、基因组注释和功能数据,用于排名和优先选择渡渡鸟的基因编辑变异。
● 识别出与飞行能力丧失相关的基因候选,作为潜在编辑目标。
● 完成 PGCs 的单细胞 RNA 测序分析,以识别跨物种的最佳细胞培养条件。
参考链接:
1.https://www.biospace.com/press-releases/colossal-advances-dodo-de-extinction-with-significant-worlds-first-breakthrough-in-pigeon-pgcs-and-secures-an-additional-120m-in-funding-for-species-expansion
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来源:生辉SciPhi