12月23日，記者在石家莊天泉良種奶牛有限公司（以下簡稱“天泉公司”）奶牛場看到幾頭特殊的牛寶寶。它們體格健壯、毛色相同，是世界首批胚胎干細(xì)胞基因編輯克隆牛。

“這是世界首次將胚胎干細(xì)胞基因編輯技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用于奶牛育種，實現(xiàn)了特定遺傳性狀的定向、高效改良，大幅縮短了育種周期，是我國動物生物育種領(lǐng)域的重大突破?！蹦膛ＳN專家、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)孫東曉教授說。

長期以來，我國奶牛種質(zhì)資源主要依賴國外。2022年，在河北省科學(xué)技術(shù)廳“揭榜掛帥”項目支持下，天泉公司以胚胎干細(xì)胞基因編輯育種技術(shù)為手段，以人乳化奶牛育種為目標(biāo)，制定技術(shù)榜單，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)韓建永教授團(tuán)隊、河南創(chuàng)源生物技術(shù)有限公司劉紅波博士團(tuán)隊等最終“掛帥”，多方組團(tuán)共同攻關(guān)。

根據(jù)分工，韓建永教授團(tuán)隊負(fù)責(zé)建立奶牛胚胎干細(xì)胞系，編輯插入人源β-酪蛋白、人源乳鐵蛋白基因；劉紅波博士團(tuán)隊對克隆技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性重建，生產(chǎn)克隆胚胎；天泉公司對胚胎進(jìn)行移植，實現(xiàn)快速擴(kuò)繁。

大家畜胚胎干細(xì)胞的建系與多能性維持一直是世界級難題。此前，韓建永教授團(tuán)隊歷經(jīng)10年，建立了目前世界上家畜胚胎干細(xì)胞傳代次數(shù)最多、可進(jìn)行多次基因編輯操作的豬胚胎干細(xì)胞系，為此次奶牛胚胎干細(xì)胞建系提供了經(jīng)驗。

目前，該項目各項數(shù)據(jù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。累計制備200枚胚胎干細(xì)胞基因編輯克隆胚胎，移植105枚。移植后60天妊娠率達(dá)48.75%，分娩率達(dá)30.00%，新生犢牛24小時成活率為70.83%。首批基因編輯克隆牛已超過3月齡，當(dāng)前成活率為45.83%。經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)鑒定，所有克隆犢牛均來源于同一胚胎干細(xì)胞系，且攜帶正確的基因編輯位點。

“我們不僅從根源上解決了傳統(tǒng)體細(xì)胞因擴(kuò)增能力有限、編輯效率有限及傳代不穩(wěn)定所導(dǎo)致的育種問題，還將推動牛奶成分向人乳精準(zhǔn)升級?！表n建永說，首批11頭克隆牛長大后可直接產(chǎn)人乳化的牛奶。

“項目以產(chǎn)學(xué)研用深度融合的創(chuàng)新模式，打破行業(yè)技術(shù)壁壘，讓科研成果盡快走出實驗室，轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實生產(chǎn)力?！碧烊径麻L李樹靜說，“接下來，我們將在省科技廳和省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳指導(dǎo)下，繼續(xù)優(yōu)化奶牛精準(zhǔn)生物育種技術(shù)體系，提高基因編輯效率、克隆胚胎發(fā)育能力和移植成活率，為產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用做好準(zhǔn)備?！?/p>

據(jù)介紹，該技術(shù)體系還可用于靶向編輯抗病、產(chǎn)奶等基因，有望培育出更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)牛種質(zhì)新材料或新品種，為保障國家肉奶供給奠定技術(shù)和材料基礎(chǔ)。