第五百九十八章 敲定实验方案(2/2)

“所以工作量其实也没那么大。我们可以使用一些数学方法,比如穷举法来进行筛选。然后经过一些精心设计的实验,找出几个关键基因。”

说到这里,他露出了一丝自信的微笑:“你导师我当年数学成绩还是数一数二,这方面的研究分析,肯定没问题。”

黄勤连连点头:“太好了,老师这么说,我就放心了。”

“至于算法和验证,老师你不用担心,三清有强大的人工智能,只要你们把实验数据都记录好,我把数据拿回去跑跑模拟,应该能很快出分析结果。”

杜彪脸上的笑容顿时垮了下来,他想起了三清的AI诊断,不由心下一沉。

黄勤见老师脸色不好,赶紧安慰道:“不过AI分析和模拟能力再强,没有老师和同学辛苦做实验,也没有数据可分析啊。呵呵。”

“说得也是。”杜彪脸色恢复了正常,缓缓说道。

“对了,你刚才说课题分为两步,第一步说了,后面的方案呢?”

黄勤清了清嗓子,回到正题上来,继续说道。

“第二步啊,这个跟干细胞研究有关,也跟胚胎发育有关。”

“您应该很清楚,任何动物从受精卵发育成胚胎,不但要接受祖传DNA的指令,也受到细胞外组织的影响。”

“体外细胞培养无法模拟体内细胞与细胞间,细胞与组织间的复杂相互作用,而这些相互作用是器官形成所必须的。”

“就好像一个人能不能成才,除了自己的智商,家庭教育也很重要。”

“再聪明的孩子,如果有一个悲剧的童年,恐怕也很难不长成歪脖子树啊。”

“言归正传,我们研究猪的最终目的还是用它来培育人的器官。”

“本来不同物种之间是有隔离的,猪是不可能长出人的器官来的。”

“但幸运的是,我们所有的哺乳动物,都来自同一个老祖宗,虽然关系有远近,但毕竟同生同源,大家都是从单细胞生物进化来的,共享同一套底层细胞运行机制。”

“这无疑给异种移植带来了一个天大的机会。”

“只要掌握天机,就能让干细胞言听计从,自动生长出我们想要的器官。”

“到底该怎么办呢,就是对宿主动物进行改造,为所需要的器官人为创造出一个龛位。”

“只要对宿主胚胎进行改造,使其失去形成某种器官的能力,就能在原本的位置上留出一个空位。”

“然后再把人类的干细胞注射进宿主的胚胎,就能急速填补这个空缺,自动长出本来长不出的器官。”

“整个过程相当奇妙,堪称自然界最伟大的奇迹之一。”

“就好像你改造一个小鼠,敲掉一个关键基因,让它无法产生免疫系统的白细胞,然后你再把正常小鼠的干细胞注射进去。”

“这些被注射进胚胎的干细胞一开始没有特定的命运,它们拥有可以发育成任何类型组织的潜力,但是浑浑噩噩,完全不知道自己该干嘛。”

“随着胚胎的发育,胚胎中原有的细胞似乎在说,是时候产生免疫细胞了,等等,我们没有产生白细胞的基因,啊,看,这些外来户有,干脆让它们承担这个任务吧。”

“更神奇的是,这些外来户还真听话,听到指令后,真的发育成了白细胞。”

“可见胚胎发育中,如果它们有什么缺陷,就会利用来自别的生物体的合适细胞,主动填补一个空白的组织龛位。”

“人为地创造一个龛位就能够诱发这个过程。”

“同样的办法也适用于胰腺,肾脏,肝脏,等等器官。”

“跨物种的应用同样有效,如果做一个大鼠和小鼠之间的跨物种实验。”

“大鼠虽然没有胆囊,但是细胞依然拥有形成胆囊组织的能力,条件允许的话,小鼠胚胎能发出‘是时候长出胆囊’的信号,从而解锁这种能力。”

“这种能力来自于大鼠和小鼠进化上的共同祖先,这位祖先是有胆囊的,只是大鼠的胆囊在进化过程中消失了。然而大鼠的细胞仍然把胆囊的发育指令铭记在心,就像保存它们进化历史的记忆一样。”

“不过这方法在人和猪身上就没那么简单了。”

“一方面实验时间更长,猪的妊娠期为3个月,而小鼠只有3周。”

“另一方面,人类和猪在进化上的亲缘关系比小鼠和大鼠的亲缘关系要远得多。”

“猪体内可以制造出器官的龛位。在移植了另一头猪的胚胎干细胞后,缺乏胰腺发育关键基因的猪胚胎确实能够长出胰腺。”

“但是把人的诱导多能干细胞导入囊胚期的猪胚胎,这些干细胞的存活率却很低,只有一小部分细胞能够存活下来,发育成肌肉以及一些器官的前体细胞。

“同样的,人诱导多能干细胞也能在牛胚胎中存活,但存活率同样不高。”

说到这里,杜彪兴奋地插嘴道:“这个原因我知道,我看过一篇论文,差异过大的物种,干细胞之间会产生竞争,彼此杀死对方。”

“这种物种间的进化差异,能够形成有效的发育壁垒,保持物种之间的隔离,不会长出奇奇怪怪的生物出来。”

“啪啪啪!”黄勤用力鼓掌道:“老师真是博学多才。”

他话题一转,说道:“这个论文我也看过,好像是两年前《nature》上面的一篇论文。”

“研究发现只要抑制NFKB信号通路在人源IPS干细胞中的激活,就能够抑制细胞间的竞争以及凋亡,提高人鼠嵌合胚胎的存活率。”

“不同物种之间存在不同水平的竞争力状态,大鼠和小鼠,人跟猴子之间,干细胞竞争力相似,所以就不会出现细胞竞争现象。”

“但是人跟猪,牛,老鼠,彼此干细胞的相对竞争力不同,所以会导致细胞战争的发生,竞争力强的细胞直接诱发弱者的凋亡,至于孰强孰弱则取决于两者之间的进化距离。”

“所以只要我们敲除猪的相关基因,就能让猪长出人的器官来。”

“这条路是非常明确而有前景的,只是目前还没有人找到出口,拿出最终的成果。”

“老师!”黄勤紧紧握住杜彪的双手,神情激动地说道。

“前途一片光明,只争朝夕不负韶华!”

“只要拿下这座科学王冠上的明珠,老师你的杰青,稳了!”

杜彪反手握住学生的手,也是兴奋不已,颤声说道。

“上九天揽月,下五洋捉鳖,皆在弹指一挥间!”

“老师能不能当上杰青,全靠你的培养了!”

(本章完)