【正文】 華東師范大學(xué)〕主要學(xué)術(shù)骨干： 李大力 副研究員 〔華東師范大學(xué)〕周文良 教授 〔中山大學(xué)〕葉希韻 副教授 〔華東師范大學(xué)〕課題經(jīng)費(fèi)比例： 占申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)的23%。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)理研究研究目標(biāo)：本課題將完善胚胎干細(xì)胞分化為PGC的技術(shù)體系，建立PGC特化過(guò)程中關(guān)鍵因子的轉(zhuǎn)基因及基因敲除的胚胎干細(xì)胞株及小鼠模型，揭示關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子及信號(hào)網(wǎng)絡(luò)在PGC形成過(guò)程中的功能及調(diào)控機(jī)理。2，通過(guò)生物信息學(xué)技術(shù)，利用RAR/RXR在DNA結(jié)合區(qū)域的序列保守性，檢索精子前體細(xì)胞中RA信號(hào)調(diào)控的靶基因。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。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)。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。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。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。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。(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。此題目的創(chuàng)新性主要表達(dá)在：(1)本工程探討的問(wèn)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。本工程課題組成員熟悉當(dāng)前的研究狀況和方法，對(duì)本工程的研究具有較強(qiáng)的掌控能力和應(yīng)變能力，能夠保證工程的順利完成。中山大學(xué)及其他參與的單位擁有大型及關(guān)鍵性儀器設(shè)備，采用公共平臺(tái)建設(shè)方式，已擁有的條件〔動(dòng)物房和儀器設(shè)備等〕、各重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室等設(shè)備均可公用，這將為本工程提供較全面的技術(shù)條件。研究方案建立在申請(qǐng)者以及工程組成員大量的相關(guān)研究工作的根底上，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理周密。在這些根底研究的根底上，進(jìn)一步以小鼠和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物為研究對(duì)象，應(yīng)用干細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生的生殖細(xì)胞來(lái)培育優(yōu)化動(dòng)物。 因此探討干細(xì)胞生長(zhǎng)微環(huán)境、蛋白質(zhì)間相互作用、組蛋白修飾與基因表達(dá)之間的相互關(guān)系，并依此建立干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化的調(diào)控蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和定向誘導(dǎo)技術(shù)體系將是本工程的重要研究方向。11，主辦一次生殖細(xì)胞學(xué)研究的國(guó)際性學(xué)術(shù)研討會(huì)。8，力爭(zhēng)建立牛ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化形成功能性配子〔精子、卵子〕的技術(shù)體系。4，明確精原干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞之間的基因表達(dá)差異，確定36個(gè)差異表達(dá)基因。同時(shí)，建立體外誘導(dǎo)培養(yǎng)功能性生殖細(xì)胞的技術(shù)體系，以小鼠為主要研究對(duì)象，嘗試應(yīng)用干細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生的生殖細(xì)胞來(lái)培育優(yōu)化動(dòng)物，最終確立我國(guó)在這一極富競(jìng)爭(zhēng)性的前沿探索領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)、選擇適宜的生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)錄因子和培養(yǎng)體系誘導(dǎo)牛ES細(xì)胞分化為雄性生殖細(xì)胞，并建立相應(yīng)的技術(shù)平臺(tái)。 (2) 利用基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)，系統(tǒng)地分析精原干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞的特異性差異。工程名稱：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)用性研究首席科學(xué)家：松陽(yáng)洲 中山大學(xué)起止年限：2022年1月2021年8月依托部門：教育部一、研究?jī)?nèi)容本工程將以胚胎干細(xì)胞及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞〔iPS〕為技術(shù)平臺(tái)，研究哺乳動(dòng)物干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化以及生殖細(xì)胞減數(shù)分裂的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和機(jī)理，并建立研究生殖細(xì)胞分化所需的生物技術(shù)平臺(tái)及多種細(xì)胞及小鼠模型，從而提高干細(xì)胞向生殖細(xì)胞誘導(dǎo)分化的效率，為大型經(jīng)濟(jì)動(dòng)物優(yōu)質(zhì)培育奠定根底。探討以上關(guān)鍵信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵因子在誘導(dǎo)牛干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化過(guò)程中的調(diào)控機(jī)理。(4)建立較為完善的牛ES細(xì)胞體外培養(yǎng)體系，探討牛干細(xì)胞自我更新和分化途徑。系統(tǒng)地分析精原干細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞之間特異性差異，說(shuō)明雄性生殖細(xì)胞中誘導(dǎo)減數(shù)分裂的分子機(jī)制。3，明確端粒蛋白以及端粒酶在干細(xì)胞向PGC誘導(dǎo)過(guò)程中的作用機(jī)理，并揭示組蛋白修飾的動(dòng)態(tài)過(guò)程和不同修飾與PGC發(fā)育之間的相互關(guān)系。7，建立13個(gè)體外培養(yǎng)生長(zhǎng)狀況良好、表達(dá)干細(xì)胞標(biāo)記的牛ES細(xì)胞系，初步說(shuō)明牛干細(xì)胞自我更新和分化的可能途徑。10，培養(yǎng)一批從事干細(xì)胞研究的交叉學(xué)科人才。 干細(xì)胞的功能那么是通過(guò)細(xì)胞內(nèi)外因子對(duì)蛋白質(zhì)組和基因組的動(dòng)態(tài)調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)這些平臺(tái)，系統(tǒng)地發(fā)現(xiàn)與生殖細(xì)胞分化相關(guān)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)一步利用現(xiàn)代分子生物學(xué)、細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)確定一些蛋白質(zhì)的靶蛋白網(wǎng)絡(luò)和功能以及調(diào)控機(jī)理。我們?cè)诟杉?xì)胞學(xué)、胚胎發(fā)育學(xué)、生殖學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行了多年的研究，取得了一些重要的成果，具備完本錢工程的堅(jiān)實(shí)根底。我們擁有完善的蛋白質(zhì)組學(xué)，BiFC，基因組學(xué)，信息學(xué)，干細(xì)胞學(xué)等研究平臺(tái)，可以完本錢工程所涉及的研究工作。這些都是確保研究工程順利實(shí)施和取得重大成果的最根本、最關(guān)鍵的因素。這些課題既是有關(guān)研究人員各自多年工作的合理延伸和拓展，又集中了優(yōu)勢(shì)力量，對(duì)誘導(dǎo)干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化中的核心問(wèn)題進(jìn)行多側(cè)面的合作研究。(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。通過(guò)這些嘗試，可能開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。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。為此，本工程將以系統(tǒng)性運(yùn)作方式為主。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。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