發(fā)布時(shí)間：2015-10-19來源：黃博純 供稿：干細(xì)胞所 鄒慶劍
近日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院和南京大學(xué)-南京生物醫(yī)藥研究院、廣州醫(yī)藥研究總院等合作，利用CRISPR/Cas9技術(shù)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(shù)體系。該成果于10月12日在線發(fā)表于Journal of Molecular Cell Biology （《分子細(xì)胞生物學(xué)雜志》）。廣州生物院賴良學(xué)研究員、南京大學(xué)-南京生物醫(yī)藥研究院高翔研究員和廣州醫(yī)藥研究總院應(yīng)軍主任藥師為該文共同通訊作者。
近年來，隨著TALEN技術(shù)和CRISPR/CAS9技術(shù)等基因敲除技術(shù)的出現(xiàn)，牛、羊、豬、猴等大型哺乳動(dòng)物都通過CRISPR/CAS9技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基因敲除。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(diǎn)修飾一直未獲得成功。母犬的生殖周期長，包括13-16天的動(dòng)情前期，4-12天發(fā)情期和60-90天的間情期；狗卵巢釋放的卵母細(xì)胞，需要在輸卵管經(jīng)過48-72小時(shí)，才能成熟并具有受精功能。上述獨(dú)特的生理特性使得基因打靶胚胎與代孕雌犬很難保持在生殖生理周期的同一階段，常常導(dǎo)致妊娠失敗。針對(duì)這一問題，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)自體移植的策略，即將一側(cè)輸卵管內(nèi)的受精胚胎沖出，進(jìn)行顯微操作，并馬上輸回另一側(cè)輸卵管，克服了供體胚胎與受體雌犬的生殖周期不同步的難題，大幅提高妊娠率，基因打靶狗得以誕生。
研究團(tuán)隊(duì)選取肌肉生長抑制素基因作為第一個(gè)敲除目標(biāo)基因，該基因?qū)趋兰∩L具有抑制作用，被敲除后，肌肉生長發(fā)育能力增強(qiáng)。所獲得的基因敲除狗的肌肉在4月齡時(shí)就顯得比普通狗更為發(fā)達(dá)，成年以后將具有更強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)能力，研究組將兩只狗分別命名為大力神和天狗。
狗在營養(yǎng)代謝、生理解剖等方面與人類極其相似，因此狗是研究人體生理和疾病發(fā)生機(jī)理的理想實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。基因敲除狗的培育將為人類疾病治療和藥物研發(fā)提供新的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，也將加速培育更多含優(yōu)良遺傳性狀的新品系狗。
圖：15月齡的肌肉生長抑制素基因敲除比格犬（左為大力神，右為天狗）。
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