河南农大联合简变科技及新疆农大-中美赛奥金集团联合实验室在基于PGC的鸡（家禽）生物育种取得重要突破

近日，由河南农业大学家禽研究团队联合河南简变科技有限公司以及新疆农业大学-中美赛奥金集团胚胎干细胞联合实验室发布基于PGC的鸡（家禽）生物育种领域重要研究成果。团队通过整合凝聚体化学、AI驱动的靶向递送系统及合成生物学技术，成功突破了长期制约家禽生物育种的“原始生殖细胞体（PGC）转染难、大部分禽类PGC不能体外培养、外源PGC嵌合率低”三大技术瓶颈，为基于PGC的鸡（家禽）生物育种提供了重要技术支撑。

PGCs的转染是利用基因编辑技术创制新种质新品种的关键环节，但由于PGCs传统转染手段效率较低，极大地制约了基因编辑技术在家禽生物育种中的产业化应用。针对这一难题，研究团队基于液-液相分离技术，开发了新一代凝聚体转染试剂GentleFect PGC30。该试剂通过电荷中和与膜融合增强效应，实现了80%以上的超高mRNA转染效率和最高达30%质粒DNA转染效率（见图1），为基于PGCs基因编辑技术的生物育种提供了重要技术支撑。

图1 鸡PGC转染效率

针对大部分禽类PGC还不能体外培养的实际，研究团队引入了BoltzGen生成式AI模型，成功开发出针对多种禽类PGCs表面标志物的高亲和力结合肽，并据此构建了具有自主导航功能的LNP（脂质纳米颗粒）靶向递送系统（见图2），创建了家禽通用型“一步法”基因编辑技术体系，无需PGC体外培养，可直接通过胚胎血管注射，在体内精准锁定PGCs并进行基因编辑，进而产生基因编辑的嵌合体，极大简化了传统繁琐的操作流程，并使得基因编辑技术得以向更多禽类物种拓展。

图2 通用型禽类PGCs表面标志物高亲和力结合肽筛选

消除内源性PGC的代孕“工具鸡”是生产基因编辑鸡的核心工具。研究团队利用生成式AI模型，从头设计自杀蛋白，构建了诱导型凋亡寡聚体（dIAO）系统。该系统利用原始生殖细胞特异性启动子驱动，集成了精准的化学诱导凋亡模块，同时引入关键氨基酸突变，有效克服了传统自杀基因易发生背景泄露的缺陷，打破了已有的“工具鸡”受相应专利保护导致不能产业化应用这一技术壁垒，成功培育出具有自主知识产权的“工具鸡”。

图3 诱导型凋亡寡聚体（dIAO）系统示意图

目前，为满足家禽基因编辑技术产业化应用的实际需求，研究团队提出了从PGC分离培养到基因编辑新种质新品种创制的全流程智慧化解决方案，这套拥有全链条自主知识产权的“工具箱”，将突破大规模制种技术壁垒，有力推动我国家禽生物育种迈入精准、高效的工业化时代。