作为中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）建院20周年系列学术活动之一，8月17日，深圳先进院举办第二期“先进讲坛”，邀请中国科学院院士、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员李劲松作学术报告。

报告围绕生命的起点、细胞重编程、半克隆技术和基因组标签计划等内容，讲述了团队从基础科学问题出发，建立新技术体系并不断拓展应用边界的科研历程。

精子和卵子结合后，如何开启一个新生命？李劲松从生命的起点讲起。

精子和卵子各携带一套单倍体基因组，结合后形成二倍体受精卵，并最终发育成完整个体。在李劲松看来，受精并不是两套遗传物质的简单叠加，而是一个高度精密的“自然重编程”过程。如何模拟这一过程，并进一步研究父源、母源遗传信息在生命发育中的作用，是团队长期探索的科学问题。

2006年，李劲松提出一个设想：能否将精子和卵子转变为可在体外培养的单倍体细胞，再通过单倍体细胞与卵子的结合模拟自然受精？

根据这一设想，2012年，团队进一步建立精子来源的雄性单倍体胚胎干细胞——“类精子干细胞”。这种细胞虽不再具有精子的形态，却能够传递父源遗传信息，替代精子与卵子结合并发育出健康、可育的小鼠，半克隆技术由此建立。

技术建立之初，半克隆小鼠的出生效率仅约2%。团队发现，类精子干细胞在长期培养中会出现部分父源印记区域异常，进而影响胚胎发育。通过遗传修饰和培养体系优化，团队将出生效率逐步提高至约30%。

“很多问题就像洋葱一样，需要一层一层剥开。”李劲松说，即使技术效率已经显著提升，与自然受精相比仍有差距，而这些尚未解释的差距，可能对应着新的生命发育调控机制。

半克隆技术与CRISPR-Cas9等基因编辑工具结合后，可以先在细胞层面完成复杂遗传改造和筛选，再快速获得携带目标遗传信息的小鼠。李劲松将二者形象地比作“导弹”和“弹头”：基因编辑工具负责精准改变遗传信息，半克隆技术则将这些改变高效传递至动物个体。这一技术体系已被应用于复杂疾病建模、功能基因筛选和生殖发育研究。围绕这一思路，团队还将半克隆技术拓展至斑马鱼等动物，并探索其原始生殖细胞迁移、骨骼发育及染色体结构变化。

在此基础上，团队于2017年提出基因组标签计划（Genome Tagging Project, GTP），尝试为蛋白质装上标准化的“导航系统”。通过在基因组原位加入标签，研究人员可以追踪蛋白质的功能和相互作用，推动蛋白质研究由单个目标走向伙伴组和功能网络。

如果说前面的研究是在改写生命的“程序”，那么染色体融合研究则是在观察这套程序的“底稿”能否经得住改变。李劲松介绍，在团队建立的19对染色体小鼠模型中发现，染色体融合并没有把小鼠细胞核内的三维基因组结构整体“搅乱”，小鼠仍然能够存活并繁殖。

这说明，哺乳动物基因组具有比预想中更强的稳定性和适应能力。只有能够存活、发育并繁殖的个体，才有机会把相关遗传变化传递下去，而这也为理解染色体演化、物种延续和遗传信息传递提供了新的研究模型。

在互动环节，现场科研人员围绕复杂疾病建模、GTP标签选择、染色体剂量变化及X染色体随机失活等问题与李劲松展开交流。

谈及生命科学前沿技术的伦理边界，李劲松强调，涉及人源细胞和胚胎的研究必须严格遵守国家法律法规及科研伦理要求，“科学技术的发展一定要向善、向上。”

从体细胞重编程到半克隆技术，再到面向后基因组时代的GTP，李劲松及团队不断将基础科学问题转化为可持续拓展的技术体系，为解析生殖、发育和演化规律，以及开展复杂遗传改造和疾病模型研究提供了新的工具。

李劲松院士作报告

报告现场