中國(guó)科學(xué)院院士、中科院動(dòng)物所研究員周琪研究組近日揭示了單倍體二倍化的發(fā)生過程，發(fā)現(xiàn)了 CDK1 與 ROCK 通路是調(diào)控二倍化進(jìn)程的關(guān)鍵通路。在此基礎(chǔ)上，研究獲得了小鼠三胚層來源的單倍體體細(xì)胞，展示了單倍體體細(xì)胞在遺傳篩選中的重要價(jià)值。8 月 29 日，相關(guān)論文在線發(fā)表于《細(xì)胞—通訊》。

單倍體體細(xì)胞在遺傳篩選和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物培育中具有重要價(jià)值。前期研究獲得了哺乳動(dòng)物的單倍體胚胎干細(xì)胞，但是單倍體胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)和分化過程中會(huì)發(fā)生自發(fā)二倍化，對(duì)建立單倍體體細(xì)胞遺傳篩選體系帶來挑戰(zhàn)。

周琪研究組通過活細(xì)胞觀察，證實(shí)單倍體胚胎干細(xì)胞在分裂時(shí)發(fā)生有絲分裂滑移使細(xì)胞從中期直接進(jìn)入間期，從而導(dǎo)致二倍化。用調(diào)控分裂中期關(guān)鍵靶點(diǎn)的小分子抑制劑進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn) CDK1 和 ROCK 通路是調(diào)控單倍體胚胎干細(xì)胞二倍化的關(guān)鍵通路。通過添加 ROCK 抑制劑，能將單倍體胚胎干細(xì)胞分化為三個(gè)胚層的單倍體體細(xì)胞，包括神經(jīng)干細(xì)胞（可進(jìn)一步分化為成熟神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞）、心肌細(xì)胞和胰島細(xì)胞。利用 PiggyBac 轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)構(gòu)建的單倍體神經(jīng)細(xì)胞突變庫(kù)，可用于神經(jīng)毒素 Mn2+ 的抗性基因篩選，并證實(shí) Park2 在神經(jīng)細(xì)胞抵抗 Mn2+ 神經(jīng)毒性過程中有重要作用。