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中韩联合培育出转基因猪

2019年10月12日 文章来源:网络整理 热度:148℃ 作者:刘英

中韩联合培育出转基因猪


图中的“双肌型”猪可能成为第一个被批准用于人类食用的转基因动物

基因编辑培育“双肌型”猪,或成为首个获得批准、供人食用的转基因动物

随着基因编辑技术的发展,科学家们可以肆意地将一种物种的基因插入到另一种物种中。

根据Nature网站、《每日邮报》等报道,不同于常规的将来自一个物种的基因移植到另一个物种体内的基因改造技术,韩国首尔大学的科学家与中国延边大学的动物克隆研究人员尹熙俊(Xi-jun Yin)进行合作,通过编辑单个的MSTN基因,繁殖出“双肌型”猪。

科学家希望监管机构对这种仅改变单个基因繁殖出“双肌型”猪持宽松态度,一经批准,或成为首个获得批准、供人食用的转基因动物。

“双肌型”猪的灵感来源——比利时蓝牛

比利时蓝牛(Belgian Blue cattle)是比利时当家的肉牛品种,其特点是早熟、温驯,肌肉发达且呈重褶,肉嫩、脂肪含量少。科学家研究发现,比利时蓝牛之所以这么大,是因为它们的一种蛋白质基因不能正常发挥作用。

这种蛋白质基因名为“肌肉生长抑制素”(myostatin,MSTN)基因,能在骨骼肌中广泛表达的一类糖蛋白,其功能和表达量的变化可能会通过调节靶基因的表达,改变肌肉的纤维组成(红、白肌的比例)及造成肌肉重量的变化,是调节肌肉生长的激素。

自从1997年McPherron发现肌肉生长抑制素对骨骼肌的生长有调节作用(负调节因子),许多研究者试图通过各种方法对MSTN基因进行研究,在畜牧业生产上有很好的应用前景,为提高动物产肉性能以及畜禽改良研究工作提供了新的途径和研究思路,该基因在猪、人、绵羊和牛已被定位和标记。

能否批准供人类食用的转基因动物备受争议

截止目前,全世界尚未批准用于人类消费的转基因动物,主要是担心基因编辑技术可能会带来的环境及健康的负面影响,如20年来快速生长的转基因大西洋鲑鱼一直陷入在监管困境中。

越来愈多的研究人员希望利用基因编辑来让单基因丧失功能以避开“转基因”的窘境。近来有关基因编辑在农业领域的应用报道,包括构建出无角的牛(有角类的动物难以使用标准程序来控制);繁殖出对抗非洲猪瘟病毒具有免疫力的基因工程猪。

技术的关键控制点——对MSTN基因的编辑

韩国首尔大学(Seoul National University)的分子生物学家Jin-Soo Kim是领衔该项研究的科学家,他和同事们通过基因编辑,使某个基因缺陷或者敲除,构建出双肌型猪的关键在于让myostatin (MSTN)基因突变。

德国Friedrich Loeffler研究所率先使用基因编辑工具的先驱——Heiner Niemann表示,Jin-Soo Kim和他的研究小组还没有发布他们的研究结果,但提供的猪照片显现出了典型的双肌型动物表型——发达的臀肌。

为了将MSTN基因突变导入到猪中,Jin-Soo Kim利用了一种叫做TALEN的基因编辑技术,即让一种DNA切割酶连接一种DNA结合蛋白,DNA结合蛋白会将DNA切割酶引导到了细胞内的特异基因处(这里是MSTN基因),然后切割它。细胞的自然修复系统会将DNA重新融合在一起,导致了基因功能失调。

研究小组在选择出一个TALEN已敲除两个拷贝MSTN基因的编辑了猪胚胎细胞后,Jin-Soo Kim的合作者、中国延边大学动物克隆研究人员尹熙俊(Xi-jun Yin),将这一细胞转移到卵细胞中,生成了32个克隆小猪。

“双肌型”猪的优势和劣势

中国延边大学动物克隆研究人员尹熙俊表示,一方面,初期的试验结果显示:这些“双肌型”猪可以表现出许多双肌型牛的优势,例如,每只动物可提供更瘦的猪肉以及更高的肉量。

另一方面,“双肌型”猪也共同拥有一些问题,例如由于小猪体积过大使得分娩困难:32只小猪中只有13只活到了8个月大;目前还有2只仍然活着,但只有1只被认为是健康的。

下一步计划1:将“双肌型”猪作为种猪

Jin-Soo Kim和尹熙俊表示,他们通过基因编辑技术培育的“双肌型”猪不仅仅用来生产猪肉,还打算利用它们来供应精子,出售给农民与正常的猪进行交配。

由“双肌型”猪生育的后代虽然少一些肌肉,但它们只有一个MSTN基因遭到破坏,另一个MSTN基因正常,有可能会更健康;该研究小组现正采用另一种更先进的基因编辑技术——CRISPR/Cas9来完成后续的同类实验,利用CRISP/CAS9以及靶向RNA直接显微注射受精卵,可获得肌肉生长抑制素基因(MSTN)敲除的后代产物。

下一步计划2:将“双肌型”猪上市,出售给中国农民

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