以「手工卵子分切複製技術」(Oocyte bisection cloning technology, OBCT)複製出的花斑迷你豬 |
動物複製技術新突破!由國立中興大學動物科學系生殖生物學研究室、中山醫學大學、東海大學與台灣動物科技研究所(簡稱:動科所)結合之研究團隊,自2009年起歷經三年的努力,成功改良研發新式的胚複製技術「手工卵子分切複製技術」(Oocyte bisection cloning technology, OBCT),已複製出兩胎花斑迷你豬(如左下圖),其中一隻已成功繁衍後代,顯示技術已達成熟階段,豬隻現由竹南動科所飼養。
此項成果是由國科會三年期研究計畫支助研發,先後已投入超過新台幣六百萬之經費。該技術與傳統動物複製技術相較,更具簡便性、高效率、低勞力且更易於普及至其他領域之應用。成果已陸續被國際知名期刊(Theriogenology, 2010、Reproductive Sciences, 2012、Journal of Reproduction and Development, 2013)接受發表。
中興大學動物科學系特聘教授朱志成表示,動物複製技術主要應用於改進優良畜種、產製轉基因動物、保種與拯救瀕臨絕種動物等用途,此項研究成果真正的突破點在於,可利用來自品質良莠不齊之屠宰場豬卵巢(卵母細胞),以手工操作與簡單價廉的解剖顯微鏡和細胞融合設備,就能成功產製出複製豬或其他高經濟性動物(包括基因轉殖動物),基本儀器設備成本僅需原本的1/6(約自新台幣200-300萬降至50萬以下)、人力也可減少為1/3,堪稱為動物複製技術演化的革新。研究成果改善並融合了兩項胚胎工程技術(卵母細胞分切技術與胚聚合)而成為一高效率與低勞力、設備成本之動物生產科技。
1997年全球第一頭複製羊--桃莉(Dolly the sheep)的誕生,人們便憧憬著在不久的將來愛因斯坦的分身即將出現。桃莉出生後的十幾年,科學家們利用桃莉羊的創造者英國科學家伊安‧威默博士(Dr. Ian Wilmut)所研發的「體細胞核轉置技術」(somatic cell nuclear transfer, SCNT),成功地複製了更多的動物,包括牛、豬、犬、貓等近二十種動物。
而在台灣的研究群包括台灣大學、動物科技研究所、中興大學、畜產試驗所與屏東科技大學等研究單位,也陸續成功地產下了複製牛、羊、豬、小鼠與家兔等動物。儘管SCNT的技術在實驗室的研究開發領域裡多有斬獲,創造出了無數的複製動物明星,但是在農場實務與推廣領域中卻有一定的難度,也幾乎是繳了白卷,原因在於傳統SCNT的技術有極高的門檻,儀器昂貴、人才之技術訓練不易。
直到2001年,動物複製技術的推廣因為澳洲科學家蓋博.維他博士(Dr. G. Vajta)成功推出手工胚複製的技術(handmade cloning technology)而初露曙光。由中興大學動科系朱志成教授、中山醫學大學視光學系曾榮凱主任、東海大學畜產與生物科學系羅能文副教授、台灣動物科技研究所生物科技組杜清富組長等人組成的研究團隊,經參訪南京農業大學李娟博士(Dr. Vaita研究室人員),參考、改進上述手工胚複製技術而成功建立「手工卵子分切複製技術」。
有別於SCNT是以玻璃微吸管將受核卵子去核,以移除其遺傳物質(染色體),再將供核體細胞(donor cells)移入卵子透明帶內融合,此技術是直接將卵母細胞分切為二,丟棄含有細胞核的一半,將留下的另一半與供核體細胞融合,接著再用另一批去核的卵子與其進行第二次融合。後者所產製出的複製胚受孕率與分娩率皆不亞於前者,但產製成本卻更大幅降低,極利於推廣至田間或地方農業相關單位(站、所)。同時,與傳統體細胞核轉置方式相較,此技術因其產製效率高,故可顯著增加生產遺傳背景優良動物之產值。
目前國內僅興大生殖生物學研究室的研究人員具有此項操作技術,故目前正積極尋求各方支助,擬透過舉辦研習會或訓練班形式,將OBCT的複製技術傳授給國內更多的技術人員、研究室或研究人員等,不但增加政府研究經費的投資報酬效益,在不久的將來,此項技術可能普遍推廣至田間,為國內動物複製領域開創無限商機。
主要參與研究團隊成員:
國立中興大學 動科系 朱志成 教授
台灣動物科技研究所 杜清富 博士
中山醫學大學 曾榮凱 博士
東海大學 羅能文 博士
國立中興大學 動科系 博士生 施川立
國立中興大學 動科系 博士生 林子安
國立中興大學 動科系 碩士生 林鈺瑄
國立中興大學 動科系 博士生 何明賢
南越 動物科技研究中心 阮玉迅 博士