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基因編輯

CRISPR In China

文字:[大][中][小] 2015-10-22    瀏覽次數:2589    


中科院廣州生物院等建立世界首個基因編輯狗模型

CRISPR作為基因編輯領域的明星技術儼然已經成了眾多突破研究的“得力助手”。從技術改良、疾病治療到作物改良,越來越多的科學研究離不開這項才進入科研領域短短幾年的技術。

如果問:“談到CRISPR,你會最先想到什么?”答案也許是張鋒、兩大女神、George Church,也行是專利之爭、胚胎編輯、設計嬰兒;那么,在中國的CRISPR領域,我們能最先想到什么呢?筆者記憶中有以下幾件事:

事件一:

今年4月,來自中國中山大學生命科學學院的“80后副教授”黃軍就在《Protein & Cell》雜志上首次發表了編輯人類胚胎相關的論文。這篇論文引發的爭議和討論非常熱烈;隨后,一些國家和機構也開始針對胚胎編輯研究制定相關的規定。

事件二:

今年7月,發布在在《Cell Stem Cell》雜志上的一項研究中,中科院上海生命科學研究院李勁松研究員通過CRISPR技術對人工精子的一些基因進行了修改;這種人工精子能使卵細胞受精,并培養成小鼠幼崽(20%的健康后代)。

事件三:

近日,發表在《科學》雜志上的一項研究中,美國哈佛大學和生物技術公司eGenesis研究人員最近利用一種新的基因編輯技術,敲除了豬基因組中可能有害的病毒基因,從而掃清豬器官用于人體移植的重大難關。該研究的第一作者(也是通訊作者之一)是最近備受矚目的29歲中國女孩楊璐菡。

新事件:我國在世界上首次建立了基因編輯狗模型

最近,又有一項新的研究讓中國的CRISPR成果引發了關注。10月12日,在線發表在《分子細胞生物學》雜志上的一篇論文中,中國科學家小組利用CRISPR/Cas9技術成功培育兩只肌肉生長抑制素(MSTN)基因敲除狗,在世界上首次建立了狗的基因打靶技術體系。

由于狗生殖生理較為特殊,基因敲除狗的培育難度大為增加,因而狗基因組的定點修飾一直未獲得成功。該研究小組選取肌肉生長抑制素基因作為第一個敲除目標基因,該基因對骨骼肌生長具有抑制作用,被敲除后,肌肉生長發育能力增強。

研究人員最初對超過60個狗胚胎進行了編輯,出生了27只小狗,但只有2只(一公、一母)的肌肉生長抑制素基因的全部拷貝被“破壞”了。所獲得的基因敲除狗的肌肉在4月齡時就顯得比普通狗更為發達,成年以后將具有更強的運動能力,研究組將兩只狗分別命名為大力神(公)和天狗(母)。

中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員賴良學說:“經基因編輯后的狗擁有更多的肌肉,預計會有更強的運動能力,適合狩獵以及軍事應用。狗與人的代謝、生理以及解剖特征非常接近。該研究的目的是探索用于生物醫學研究的新一代狗模型。他們會進一步研究其它DNA突變的狗。”

他還說,他的研究小組沒有將基因編輯狗培育成寵物的計劃,但會加快商業化的進程;可能會編輯狗的DNA以改變體格的大小、提高智商以及治療遺傳疾病。

近期中國科學家取得的CRISPR相關成果

目前,CRISPR已席卷各大研究領域,開啟瘋狂發文模式。據不完全統計,2015國家自然科學基金對CRISPR研究的支持力度較去年有所提升;共涉及57個項目,總金額超過了3100萬元。那么,除以上涉及的研究外,中國科學家近期在CRISPR領域還取得了哪些成果呢?

大牛黃行許

南京大學模式動物研究所的黃行許(Xingxu Huang)教授實驗室不僅首次在世界上利用CRISPR/Cas9進行了大鼠的條件性基因敲除,還通過原核注射實現了世界上首次猴基因敲除,這些成果在國際上受到廣泛的矚目。近期,黃行許教授課題組接連在CRISPR/Cas9研究中取得突破性成果,部分相關論文如下:

去年年初,Cell雜志報道,全球首對靶向基因編輯猴在中國出生,完成這一工作的科學家來自南京醫科大學生殖醫學國家重點實驗室、云南省靈長類生物醫藥研究重點實驗室和南京大學。[文獻]

以下是近期我國科學家的一些其它編輯對象:

編輯豬

Highly efficient CRISPR/Cas9-mediated transgene knockin at the H11 locus in pigs[文獻]

9月18日,發表在《Scientific Reports》上的一項研究中,中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所的李奎教授領導研究團隊,首次結合CRISPR/Cas9與體細胞核移植技術獲得了位點特異性的基因敲入豬模型。

編輯山羊

Generation of gene-modified goats targeting MSTN and FGF5 via zygote injection of CRISPR/Cas9 system[文獻]

9月10日,發表在《Scientific Reports》上的一項研究中,中國科學家小組通過將靶定MSTN和FGF5基因的Cas9 mRNA和sgRNA,向單細胞階段受精卵的共注射,成功制備了一個或兩個基因修飾的轉基因山羊。

編輯蝴蝶

Outbred genome sequencing and CRISPR/Cas9 gene editing in butterflies[文獻]

9月10日,發表在《自然通訊》(Nature Communications)上的一項研究中,來自中科院昆明動物研究所、華大基因研究院和芝加哥大學等機構的研究人員稱,他們構建出了兩種蝴蝶的高質量參考基因組,并利用CRISPR/Cas9技術對蝴蝶進行了基因編輯。

編輯土豆

CRISPR/Cas9-Mediated Genome Editing in Soybean Hairy Roots[文獻]

8月18日,發布在《PLOS ONE》雜志上的一項研究中,來自中國農業科學院的研究人員成功地應用II型CRISPR/Cas9系統,在大豆靶基因中獲得并評估了高效的基因組編輯。

特別備注:本文部分內容參考自科學網(朱漢斌/黃博純)、生物通(王英)

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