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据媒体日前报道，我国成功培育出世界批胚胎干细胞基因编辑克隆牛，实现了奶牛特定遗传状的定向高改良，大幅缩短育种周期，是我国动物生物育种领域的重大突破。那么，为何要攻关大家畜基因克隆技术？插入人源β-酪蛋白和人源乳铁蛋白基因，能产出接近母乳的牛奶吗？我们请中国科学院西南生物多样中心生物学博士刘耀文来说一说。

（1）中国科学家开辟克隆技术新赛道

克隆是很多人都熟悉的概念，其技术研发在多个关键领域有潜在益处，包括医学突破、农业改进、科学研究支持及物种保护等。1996年，绵羊“多莉”克隆成功引发了世界级的震撼：科学家用成年绵羊已经分化成熟的乳腺细胞培育出一只完整的绵羊，其基因和供体绵羊完全一致，实现了大型哺乳动物的无繁殖。

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这种传统克隆技术其实存在一些局限。成熟体细胞的扩增能力是有限的，体外培养技术在传代数十代后就进入了难以避免的衰老、停滞状态，而且其传代过程还容易出现染色体、基因组不稳定的问题。那么，是否可以不选择成熟体细胞，而直接用胚胎干细胞作为载体，对动物进行基因编辑和克隆呢？

此次，中国科学家实现世界批胚胎干细胞基因编辑克隆牛，采用的就是这种思路。科研攻关主力之一、中国农业大学韩建永教授团队采用了胚胎干细胞基因编辑克隆技术，不仅可以利用干细胞在体外稳定传代且依然保持多能的优势，还能让基因编辑的率更高且保证多次连续基因编辑，从根源上解决了体细胞因扩增能力有限、编辑率有限、传代不稳定所导致的育种问题。

（2）人乳化牛奶有望成为现实

中国科学家不仅用胚胎干细胞对牛进行克隆，还进行了“人乳化”基因编辑改造，管道保温施工这是该科研项目的一大亮点。

为什么要进行“人乳化”改造？这就要说到乳汁的差异了。牛奶和母乳虽然都是乳汁，其中的蛋白却存在差异。比如，同样是广泛存在于哺乳动物乳汁中的β酪蛋白，母乳和牛奶不仅含量不同，β酪蛋白的基因蛋白序列相似度也仅为50%，这会导致人体消化吸收、免疫应答等存在差异，使一些孩子出现消化不良、过敏等问题。再比如乳铁蛋白，这是一种广泛存在于乳汁并具有结铁能力的活糖蛋白，是母乳中球蛋白的主要成分，能促进机体对铁的吸收、调节肠道菌群和增强新生儿免疫力。然而，人乳铁蛋白和牛乳铁蛋白有30%的氨基酸序列不同，更不用说，人初乳中乳铁蛋白的含量是牛奶的10倍，因此单纯的牛奶制品并不足以补充乳铁蛋白。

以上种种决定了牛奶不能百分之百替代母乳，但有了基因技术后，或许能让二者的差距大幅缩小，让牛奶更符人的需求。这就是科学家对奶牛干细胞进行基因编辑的原因之一，通过把人源β-酪蛋白和人源乳铁蛋白基因（人源意味着这些基因与人的基因一致）编辑到奶牛身上，让奶牛产出在一定程度上接近母乳、对孩子健康有利的牛奶。

理论上，结基因编辑技术还可以改造更多的基因。未来，通过大规模改造奶牛的相关基因，让奶牛产出与人乳成分相同的乳汁，很有可能变为现实。韩建永教授在接受媒体采访时表示：“我们不仅从根源上解决了传统体细胞因扩增能力有限、编辑率有限及传代不稳定所导致的育种问题，还将动牛奶成分向人乳精准升级。”

当然，对于一项新技术，我们需秉承更加审慎的科学态度。批胚胎干细胞基因编辑克隆牛之后的健康状况如何？它们是否会因为杂交而导致基因漂移扩散？公众对“设计动物”和“人源基因”的接受度如何？这些都需要深入研究，终目标是保障更加健康、安全的牛奶生产。

供图：视觉中国