“大力”狗“斑点”羊:基因编辑的中国突破

不少业内专家认为,我国基因编辑在疾病治疗、动植物育种、动物模型开发等应用领域已经居于世界领先地位。那么,中国的科学家们究竟取得了哪些突破呢?

基因敲除猴:从灵长类亲戚看人类

全球首只经过基因靶向修饰的小猴在云南诞生,标志着我国在转基因灵长类动物模型研究方面取得重大突破。

该研究成果2014年1月30日在国际权威科学期刊《细胞》(Cell)上发表后,受到全球科学界关注。

2013年10月,1个基因敲除的猕猴出生；11月,3个基因敲除的食蟹猴出生。目前,8只猴存活状态良好。由云南中科灵长类生物医学重点实验室季维智、牛昱宇研究小组与南京医科大学、南京大学、中科院动物研究所等合作,运用转基因技术成功实现了灵长类动物的特定基因的定点修饰。这是人类首次将基因修饰技术用于大小鼠等啮齿类动物之外的灵长类动物,表明与人类高度相似的灵长类动物不仅可以实现基因的定点突变,还可以同时进行多基因的同时修饰。而且对理解生命的发育和人类疾病的发生与防治将产生重大影响。

人类胚胎基因修改:阻止致病突变

2015年4月,中山大学黄军就团队发表全球第一篇有关利用CRISPR技术修改人类胚胎基因的报告。据披露,该团队利用CRISPR技术成功修改人类胚胎的一个基因,阻止这一基因上的突变导致地中海贫血症。

尽管实验使用的是医院丢弃的异常胚胎,但由于涉及学术伦理,这一成果在获得广泛关注的同时也引发激烈争议。但黄军就认为,这项实验能帮助探讨一些重大疾病在基因层面的成因,并有助于研究胚胎发育过程中基因所发挥的作用。

2015年12月,黄军就入选《自然》杂志2015年度对全球科学界产生重大影响的十大人物。

“大力神”“天狗”:敲除基因更强壮

2015年10月,《分子细胞生物学杂志》在线发表基因敲除狗相关研究成果。中国科学院广州生物医药与健康研究院和南京大学-南京生物医药研究院、广州医药研究总院等合作,利用CRISPR/Cas9技术成功培育两只肌肉生长抑制素基因敲除狗,在世界上首次建立了狗的基因打靶技术体系。这两只基因敲除狗是比格犬,被研究团队命名为“大力神”和“天狗”。

肌肉生长抑制素基因对骨骼肌生长具有抑制作用。被敲除后,狗的肌肉生长发育能力增强,成年后将具有更发达的肌肉,预计会有更强的奔跑能力。

基因修饰猪:为糖尿病人提供胰岛素

2016年3月,《分子细胞生物学杂志》在线发表了中国科学院广州生物医药与健康研究院赖良学课题组的研究成果。该研究利用基因编辑技术对猪胰岛素基因进行无痕定点修饰,使猪胰岛素基因编码生产人胰岛素,成功建立了完全分泌人胰岛素的基因编辑猪。

人源化胰岛素基因修饰猪可为糖尿病治疗提供人胰岛素,也可为临床异种胰岛移植治疗提供更理想的供体来源。

据介绍,医学界目前对糖尿病的治疗广泛使用了猪源胰岛素,但由于猪胰岛素蛋白与人胰岛素蛋白存在一个氨基酸的差异,导致效用降低,长期使用也容易诱发抗体产生。

斑点绵羊:羊毛天然有色不用染

2016年3月,新疆畜牧科学院利用基因组编辑技术首次获得不同毛色的遗传修饰绵羊。这是科学家首次运用基因技术改变大型动物皮毛或外表颜色。此前,通过编辑基因改变动物颜色的尝试仅限于老鼠。

实验编辑了影响绵羊毛色的Asip基因。这些遗传修饰绵羊的皮毛有的像奶牛,有的像斑点狗,有的像未调和的卡布奇诺。

研究人员说,项目有严肃的科学和商业目的。消费者未来将买到不同颜色的非染色羊毛制品,而宠物主人也可以订购定制皮毛颜色的宠物。