技術(shù)的關(guān)鍵控制點(diǎn)——對MSTN基因的編輯

韓國首爾大學(xué)(Seoul National University)的分子生物學(xué)家Jin-Soo Kim是領(lǐng)銜該項(xiàng)研究的科學(xué)家，他和同事們通過基因編輯，使某個(gè)基因缺陷或者敲除，構(gòu)建出雙肌型豬的關(guān)鍵在于讓myostatin (MSTN)基因突變。

德國Friedrich Loeffler研究所率先使用基因編輯工具的先驅(qū)——Heiner Niemann表示，Jin-Soo Kim和他的研究小組還沒有發(fā)布他們的研究結(jié)果，但提供的豬照片顯現(xiàn)出了典型的雙肌型動物表型——發(fā)達(dá)的臀肌。

為 了將MSTN基因突變導(dǎo)入到豬中，Jin-Soo Kim利用了一種叫做TALEN的基因編輯技術(shù)，即讓一種DNA切割酶連接一種DNA結(jié)合蛋白，DNA結(jié)合蛋白會將DNA切割酶引導(dǎo)到了細(xì)胞內(nèi)的特異基因 處(這里是MSTN基因)，然后切割它。細(xì)胞的自然修復(fù)系統(tǒng)會將DNA重新融合在一起，導(dǎo)致了基因功能失調(diào)。

研究小組在選擇出一個(gè)TALEN已敲除兩個(gè)拷貝MSTN基因的編輯了豬胚胎細(xì)胞后，Jin-Soo Kim的合作者、中國延邊大學(xué)動物克隆研究人員尹熙俊(Xi-jun Yin)，將這一細(xì)胞轉(zhuǎn)移到卵細(xì)胞中，生成了32個(gè)克隆小豬。

“雙肌型”豬的優(yōu)勢和劣勢

中國延邊大學(xué)動物克隆研究人員尹熙俊表示，一方面，初期的試驗(yàn)結(jié)果顯示：這些“雙肌型”豬可以表現(xiàn)出許多雙肌型牛的優(yōu)勢，例如，每只動物可提供更瘦的豬肉以及更高的肉量。

另一方面，“雙肌型”豬也共同擁有一些問題，例如由于小豬體積過大使得分娩困難：32只小豬中只有13只活到了8個(gè)月大;目前還有2只仍然活著，但只有1只被認(rèn)為是健康的。

下一步計(jì)劃1：將“雙肌型”豬作為種豬

Jin-Soo Kim和尹熙俊表示，他們通過基因編輯技術(shù)培育的“雙肌型”豬不僅僅用來生產(chǎn)豬肉，還打算利用它們來供應(yīng)精子，出售給農(nóng)民與正常的豬進(jìn)行交配。

由 “雙肌型”豬生育的后代雖然少一些肌肉，但它們只有一個(gè)MSTN基因遭到破壞，另一個(gè)MSTN基因正常，有可能會更健康;該研究小組現(xiàn)正采用另一種更先進(jìn) 的基因編輯技術(shù)——CRISPR/Cas9來完成后續(xù)的同類實(shí)驗(yàn)，利用CRISP/CAS9以及靶向RNA直接顯微注射受精卵，可獲得肌肉生長抑制素基因 (MSTN)敲除的后代產(chǎn)物。

下一步計(jì)劃2：將“雙肌型”豬上市，出售給中國農(nóng)民

韓 國科學(xué)家Jin-Soo Kim表示，一方面由于中國人對于豬肉的需求在不斷地上升，他希望能夠讓這些基因編輯豬上市出售給中國農(nóng)民;另一方面中國正將大量資金投放于基因編輯，中 國的監(jiān)管環(huán)境可能會支持他的計(jì)劃(故選擇與中國科學(xué)家合作)，他認(rèn)為中國在批準(zhǔn)供人食用的轉(zhuǎn)基因動物方面，將會走在其他國家和地區(qū)的前面。

由 于MSTN基因發(fā)生突變后，動物肌肉生長將加快，肌肉量也將增加，因此MSTN基因敲除豬的成功研制，有望培育出瘦肉率高和生長快的基因工程豬新品種，加 快體細(xì)胞克隆豬產(chǎn)業(yè)化和轉(zhuǎn)基因豬新品種培育進(jìn)程。去年9月，研究人員報(bào)告稱采用一種不同的基因編輯方法開發(fā)出了雙肌型牛和雙肌型綿羊的新品種。