【正文】 題是國(guó)際前沿的科學(xué)問(wèn)題，因此保證了工程的創(chuàng)新性。本工程的選題涉及干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化過(guò)程中重要蛋白調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；雄性生殖細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化的基因表達(dá)及調(diào)控機(jī)理；胚胎干細(xì)胞向原始生殖細(xì)胞分化的體系及機(jī)理；干細(xì)胞向生殖細(xì)胞誘導(dǎo)分化技術(shù)在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物培育上的應(yīng)用等科學(xué)問(wèn)題。將根底科學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，力爭(zhēng)在解答根底科學(xué)問(wèn)題的同時(shí)，開(kāi)展新的動(dòng)物繁殖技能。(2)本工程在充分利用課題組已建立的蛋白質(zhì)組學(xué)研究平臺(tái)，BiFC研究平臺(tái)〔松陽(yáng)洲教授研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)〕，信息學(xué)研究平臺(tái)和基因組學(xué)研究平臺(tái)的根底上，開(kāi)展和創(chuàng)立綜合技術(shù)平臺(tái)及多種細(xì)胞和動(dòng)物模型，分析從干細(xì)胞誘導(dǎo)生成生殖細(xì)胞過(guò)程中的蛋白調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和基因調(diào)控機(jī)理，填補(bǔ)生殖細(xì)胞發(fā)育機(jī)理和干細(xì)胞分化機(jī)制研究領(lǐng)域的空白，為干細(xì)胞的再生醫(yī)學(xué)及畜牧產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用提供新的途徑。(3)本工程著眼于技術(shù)創(chuàng)新, 通過(guò)建立誘導(dǎo)干細(xì)胞生成生殖細(xì)胞的技術(shù)體系，獲得功能性生殖細(xì)胞，為大型經(jīng)濟(jì)動(dòng)物優(yōu)良種群的培育提供技術(shù)支持。同時(shí)，通過(guò)建立大型經(jīng)濟(jì)動(dòng)物胚胎干細(xì)胞，研究在體外特定條件下的分化潛能，嘗試培育生長(zhǎng)性能好、環(huán)境友好型、品質(zhì)優(yōu)良的新品種。這些可為人類提供高品質(zhì)食源，具有非常明顯的創(chuàng)新性。通過(guò)這些嘗試，可能開(kāi)辟家畜育種和保種的新途徑、新方法，也可以促進(jìn)干細(xì)胞在人類醫(yī)療事業(yè)上的早日應(yīng)用。5，組織方式(1)在組織方面，以總體研究方案為中心，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)化、體系化。瞄準(zhǔn)戰(zhàn)略目標(biāo)，統(tǒng)一思路，力求持續(xù)開(kāi)展。工程規(guī)劃管理和運(yùn)作體制包括總工程和子課題兩個(gè)層次。工程設(shè)負(fù)責(zé)人1 名〔首席科學(xué)家〕，負(fù)責(zé)整個(gè)工程的貫穿實(shí)施。首席科學(xué)家聘任假設(shè)干學(xué)術(shù)專家組成工程參謀專家組，參與工程的領(lǐng)導(dǎo)、組織、運(yùn)行和管理，協(xié)助工程負(fù)責(zé)人，調(diào)整和確定工程的方向及技術(shù)路線，制定有效可行的研究方案，指導(dǎo)協(xié)調(diào)各課題的工作，催促各課題間的交流，并審核各子課題的進(jìn)展情況。參謀專家由相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域成就卓著的專家組成，承當(dāng)單位之外的專家占絕大多數(shù)。(2) 在研究方面，不只停留在單項(xiàng)技術(shù)或研究手段上，而是開(kāi)展綜合技術(shù)平臺(tái)及多種細(xì)胞和動(dòng)物模型。為此，本工程將以系統(tǒng)性運(yùn)作方式為主。不但充分發(fā)揮子課題各承當(dāng)單位的技術(shù)和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，而且加強(qiáng)優(yōu)勢(shì)力量的整合和協(xié)同攻關(guān)，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神，形成科研功能配套、統(tǒng)籌合理、機(jī)動(dòng)靈活且充滿活力的科研體系。6，課題間的相互關(guān)系本工程以中山大學(xué)為主體，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)學(xué)院，華東師范大學(xué)及中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位，圍繞總體研究目標(biāo)，本工程設(shè)立4個(gè)課題組，研究過(guò)程中相互配合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提倡資源共享。本工程的執(zhí)行采用首席科學(xué)家負(fù)責(zé)制。首席科學(xué)家將充分發(fā)揮課題負(fù)責(zé)人和學(xué)術(shù)帶頭人的作用，采用學(xué)科交叉、分工合作的方式來(lái)實(shí)施研究方案。同時(shí)，首席科學(xué)家將在相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)下，根據(jù)國(guó)家規(guī)定，通過(guò)工程專家委員會(huì)，采用鼓勵(lì)和滾動(dòng)機(jī)制對(duì)工程進(jìn)行管理。本課題設(shè)置上緊密圍繞干細(xì)胞誘導(dǎo)生成生殖細(xì)胞這一重大科學(xué)問(wèn)題，以研究誘導(dǎo)分化技術(shù)、蛋白調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、減數(shù)分裂機(jī)理以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物培育為主線，將各個(gè)課題有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使各方面的研究工作既具有明確的研究目標(biāo)，同時(shí)又相互緊密聯(lián)系，形成我國(guó)在這一前沿領(lǐng)域的研究特色。本工程期望在誘導(dǎo)干細(xì)胞生成生殖細(xì)胞關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題上取得重大突破性成果，保證按期完成工程的總體目標(biāo)和五年目標(biāo)。課題2. 雄性生殖細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化的基因表達(dá)及調(diào)控機(jī)理研究課題1. 干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化過(guò)程中重要蛋白調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的解析干細(xì)胞向生殖細(xì)胞誘導(dǎo)分化的調(diào)控機(jī)理及應(yīng)用性研究說(shuō)明干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化機(jī)理產(chǎn)生功能性配子與克隆動(dòng)物建立以PGC關(guān)鍵調(diào)控元為中心的信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)全面了解轉(zhuǎn)錄因子和組蛋白修飾在PGC形成中的功能與調(diào)控機(jī)制闡述端粒蛋白以及端粒酶在干細(xì)胞向PGC誘導(dǎo)過(guò)程中的作用與機(jī) 理探索誘導(dǎo)分化的生殖細(xì)胞的生物學(xué)功能及其對(duì)小鼠胚胎發(fā)育的影響比擬ESC和SSC DNA甲基化模式、基因表達(dá)和細(xì)胞外表蛋白成分的差 異檢索RA信號(hào)調(diào)控的靶基因,分析減數(shù)分裂的機(jī) 理探討在誘導(dǎo)牛干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化過(guò)程中信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)課題3. 誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向原始生殖細(xì)胞分化的體系及機(jī)理研究?jī)?yōu)化促進(jìn)PGC形成的最正確體外培養(yǎng)條 件探討關(guān)鍵基因在小鼠PGC特化過(guò)程中的功能及體內(nèi)轉(zhuǎn)錄調(diào)控模式創(chuàng)立表達(dá)標(biāo)志PGC特化的報(bào)告基因體 系，探討關(guān)鍵信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控機(jī) 理課題4. 干細(xì)胞向生殖細(xì)胞誘導(dǎo)分化技術(shù)在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物培育上的應(yīng)用建立適宜的牛ESC體外培養(yǎng)體系利用創(chuàng)立的牛ESC體系，探討牛干細(xì)胞自我更新和分化的途徑誘導(dǎo)牛ESC分化為雄性生殖細(xì)胞建立以ESC體外誘導(dǎo)分化為功能性生殖細(xì)胞的技術(shù)平臺(tái)課題1，干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化過(guò)程中重要蛋白調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的解析研究目標(biāo)：建立和完善高通量研究蛋白互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以及干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化的技術(shù)平臺(tái)，包括蛋白質(zhì)組學(xué)平臺(tái)，BiFC組學(xué)平臺(tái), 基因組學(xué)平臺(tái)，生物信息學(xué)平臺(tái)。在此根底上，發(fā)現(xiàn)假設(shè)干新的調(diào)控干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子和染色質(zhì)修飾因子，在整體細(xì)胞水平上初步確立干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。研究?jī)?nèi)容：1, 以一些PGC表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)控元，如Nanog, Oct4，RAR/RXR, Smad為研究對(duì)象, 運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)及BiFC組學(xué)平臺(tái), 系統(tǒng)地發(fā)現(xiàn)直接與關(guān)鍵調(diào)控元相互作用的蛋白, 并依此建立以PGC關(guān)鍵調(diào)控元為中心的信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。2, 以Blimp1 、Stella, PITX2, ckit、Stra8, vasa和DAZL等重要的PGC表達(dá)基因?yàn)槟Ｊ剑?從PGC或生殖母細(xì)胞調(diào)控元及與其相互作用的蛋白質(zhì)組中篩選出控制這些基因表達(dá)的關(guān)鍵因子。從表觀遺傳學(xué)著手，研究PGC誘導(dǎo)過(guò)程中組蛋白修飾的動(dòng)態(tài)過(guò)程和不同修飾與PGC或精子發(fā)育之間的相互關(guān)系，以全面了解轉(zhuǎn)錄因子和組蛋白修飾〔著重于組蛋白酰基化、甲基化的研究〕在PGC形成中的功能與調(diào)控機(jī)制。3, 利用四環(huán)素調(diào)節(jié)表達(dá)系統(tǒng), RNAi, ChIP等技術(shù)闡述端粒蛋白以及端粒酶在干細(xì)胞向PGC誘導(dǎo)過(guò)程中的作用與機(jī)理。4, 探討在誘導(dǎo)牛干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化過(guò)程中，以上信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的適用性。課題承當(dāng)單位： 中山大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 松陽(yáng)洲 教授 〔中山大學(xué)〕主要學(xué)術(shù)骨干： 張 雁 教授 〔中山大學(xué)〕項(xiàng) 鵬 教授 〔中山大學(xué)〕 周天壽 教授 〔中山大學(xué)〕 張勤奮 副