原標題:AI+克隆!這兩只小狗“生”得不簡單
近日,青島農業大學動物科技學院傳來喜訊:該院趙明輝博士團隊在今年2月成功克隆的兩只馬爾濟斯幼犬完成了疫苗接種和保育流程,這標志著該團隊在犬克隆技術領域取得進展。據趙明輝博士介紹,AI人工智能技術發揮了關鍵作用,為犬克隆技術帶來新的突破與變革。
一直以來,犬類克隆被認為是體細胞克隆方面的技術高地。以往犬類克隆一直依賴體內成熟的卵子,而犬科動物缺少高效同期發情和體外成熟體系,可用的卵子數量較少,導致犬類體細胞克隆效率降低。同時,犬科動物細胞質中脂肪較多,細胞質呈黑色,細胞核不可見,導致細胞核去除效率降低,進一步限制了克隆犬的生產效率和技術推廣。
趙明輝博士團隊通過多年研究,成功將AI視覺識別技術與顯微操作技術融合,將卵母細胞細胞核位置的特征信息成功提取出來并用于機器學習,最終得到能夠成功預測犬卵母細胞細胞核位置的人工視覺模型。實驗證實,該模型可在數十毫秒內完成卵母細胞細胞核的位置預測。
團隊將模型與虛擬現實技術結合,將預測的細胞核位置投射到顯微鏡目鏡上,使操作人員能夠更加精準進行卵母細胞去核操作,大幅降低了操作人員的勞動強度,極大提高了犬科動物的克隆效率。此次克隆共制備體細胞核移植胚胎67枚,移植到6只受體犬中,最終3只成功妊娠,并順利誕下2只幼犬。相較于國際上其他團隊平均每活產需移植50—60枚胚胎的情況,實現了工作效率的跨越式進步。經Pubmed和相關搜索引擎的文獻搜尋比對,目前暫未發現有使用類似技術進行犬體細胞克隆的報道。
趙明輝團隊長期致力于哺乳動物體細胞克隆研究。自2016年首次成功實現犬體細胞克隆以來,先后開發出高效的犬早期胚胎體外培養體系、犬排卵預測方法、貓科動物無創胚胎移植技術、貓基因編輯技術等胚胎操作基本技術方法,成功實現貓、豬體細胞克隆全流程“國產化”。這些方法成為犬、貓體細胞克隆技術平臺的重要組成部分,也為全球其他犬體細胞克隆團隊提供了技術參考。
/ 講述 /
克隆犬如何與AI技術相遇?
克隆犬是如何與AI技術相遇的?青島農業大學動物科技學院副教授趙明輝告訴記者,為了實現在操作過程中實時顯示細胞核位置,團隊進行了多項技術攻關。
起初,AI領域并不是趙明輝教授的專業領域,為了能夠解決在科研中遇到的問題,他帶領團隊成員從零開始,學習工業設計、機械加工、人工智能算法等相關知識,還設計制造了一款便于隨身攜帶的倒置顯微鏡,大幅度降低了設計和制造成本。團隊成員通過數據收集和訓練,得到了能夠進行細胞核位置預測的人工智能模型。經過對計算機編程的學習,成功將該模型導入個人計算機上,最終搭建出智能化的顯微操作系統,成功實現了此次犬體細胞克隆。
(青島早報/觀海新聞記者 鐘尚蕾)
[來源:青島早報 編輯:戴慧慧]大家愛看