河南農大聯合簡變科技及新疆農大-中美賽奧金集團聯合實驗室在基于PGC的雞（家禽）生物育種取得重要突破

近日，由河南農業大學家禽研究團隊聯合河南簡變科技有限公司以及新疆農業大學-中美賽奧金集團胚胎干細胞聯合實驗室發布基于PGC的雞（家禽）生物育種領域重要研究成果。團隊通過整合凝聚體化學、AI驅動的靶向遞送系統及合成生物學技術，成功突破了長期制約家禽生物育種的“原始生殖細胞體（PGC）轉染難、大部分禽類PGC不能體外培養、外源PGC嵌合率低”三大技術瓶頸，為基于PGC的雞（家禽）生物育種提供了重要技術支撐。

PGCs的轉染是利用基因編輯技術創制新種質新品種的關鍵環節，但由于PGCs傳統轉染手段效率較低，極大地制約了基因編輯技術在家禽生物育種中的產業化應用。針對這一難題，研究團隊基于液-液相分離技術，開發了新一代凝聚體轉染試劑GentleFect PGC30。該試劑通過電荷中和與膜融合增強效應，實現了80%以上的超高mRNA轉染效率和最高達30%質粒DNA轉染效率（見圖1），為基于PGCs基因編輯技術的生物育種提供了重要技術支撐。

圖1 雞PGC轉染效率

針對大部分禽類PGC還不能體外培養的實際，研究團隊引入了BoltzGen生成式AI模型，成功開發出針對多種禽類PGCs表面標志物的高親和力結合肽，并據此構建了具有自主導航功能的LNP（脂質納米顆粒）靶向遞送系統（見圖2），創建了家禽通用型“一步法”基因編輯技術體系，無需PGC體外培養，可直接通過胚胎血管注射，在體內精準鎖定PGCs并進行基因編輯，進而產生基因編輯的嵌合體，極大簡化了傳統繁瑣的操作流程，并使得基因編輯技術得以向更多禽類物種拓展。

圖2 通用型禽類PGCs表面標志物高親和力結合肽篩選

消除內源性PGC的代孕“工具雞”是生產基因編輯雞的核心工具。研究團隊利用生成式AI模型，從頭設計自殺蛋白，構建了誘導型凋亡寡聚體（dIAO）系統。該系統利用原始生殖細胞特異性啟動子驅動，集成了精準的化學誘導凋亡模塊，同時引入關鍵氨基酸突變，有效克服了傳統自殺基因易發生背景泄露的缺陷，打破了已有的“工具雞”受相應專利保護導致不能產業化應用這一技術壁壘，成功培育出具有自主知識產權的“工具雞”。

圖3 誘導型凋亡寡聚體（dIAO）系統示意圖

目前，為滿足家禽基因編輯技術產業化應用的實際需求，研究團隊提出了從PGC分離培養到基因編輯新種質新品種創制的全流程智慧化解決方案，這套擁有全鏈條自主知識產權的“工具箱”，將突破大規模制種技術壁壘，有力推動我國家禽生物育種邁入精準、高效的工業化時代。