【CRISPR In China】中国科学家用CRISPR编辑了猴、狗、猪、山羊、蝴蝶……

2015-10-22 06:00 · 陈莫伊

如果问:“谈到CRISPR,你会最先想到什么?”答案也许是张锋、两大女神、George Church,也行是专利之争、胚胎编辑、设计婴儿;那么,在中国的CRISPR领域,我们能最先想到什么呢?


中科院广州生物院等建立世界首个基因编辑狗模型

CRISPR作为基因编辑领域的明星技术俨然已经成了众多突破研究的“得力助手”。从技术改良、疾病治疗到作物改良,越来越多的科学研究离不开这项才进入科研领域短短几年的技术。

如果问:“谈到CRISPR,你会最先想到什么?”答案也许是张锋、两大女神、George Church,也行是专利之争、胚胎编辑、设计婴儿;那么,在中国的CRISPR领域,我们能最先想到什么呢?笔者记忆中有以下几件事:

事件一:

今年4月,来自中国中山大学生命科学学院的“80后副教授”黄军就在《Protein & Cell》杂志上首次发表了编辑人类胚胎相关的论文。这篇论文引发的争议和讨论非常热烈;随后,一些国家和机构也开始针对胚胎编辑研究制定相关的规定。

事件二:

今年7月,发布在在《Cell Stem Cell》杂志上的一项研究中,中科院上海生命科学研究院李劲松研究员通过CRISPR技术对人工精子的一些基因进行了修改;这种人工精子能使卵细胞受精,并培养成小鼠幼崽(20%的健康后代)。

事件三:

近日,发表在《科学》杂志上的一项研究中,美国哈佛大学和生物技术公司eGenesis研究人员最近利用一种新的基因编辑技术,敲除了猪基因组中可能有害的病毒基因,从而扫清猪器官用于人体移植的重大难关。该研究的第一作者(也是通讯作者之一)是最近备受瞩目的29岁中国女孩杨璐菡。

新事件:我国在世界上首次建立了基因编辑狗模型

最近,又有一项新的研究让中国的CRISPR成果引发了关注。10月12日,在线发表在《分子细胞生物学》杂志上的一篇论文中,中国科学家小组利用CRISPR/Cas9技术成功培育两只肌肉生长抑制素(MSTN)基因敲除狗,在世界上首次建立了狗的基因打靶技术体系。

由于狗生殖生理较为特殊,基因敲除狗的培育难度大为增加,因而狗基因组的定点修饰一直未获得成功。该研究小组选取肌肉生长抑制素基因作为第一个敲除目标基因,该基因对骨骼肌生长具有抑制作用,被敲除后,肌肉生长发育能力增强。

研究人员最初对超过60个狗胚胎进行了编辑,出生了27只小狗,但只有2只(一公、一母)的肌肉生长抑制素基因的全部拷贝被“破坏”了。所获得的基因敲除狗的肌肉在4月龄时就显得比普通狗更为发达,成年以后将具有更强的运动能力,研究组将两只狗分别命名为大力神(公)和天狗(母)。

中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学说:“经基因编辑后的狗拥有更多的肌肉,预计会有更强的运动能力,适合狩猎以及军事应用。狗与人的代谢、生理以及解剖特征非常接近。该研究的目的是探索用于生物医学研究的新一代狗模型。他们会进一步研究其它DNA突变的狗。”

他还说,他的研究小组没有将基因编辑狗培育成宠物的计划,但会加快商业化的进程;可能会编辑狗的DNA以改变体格的大小、提高智商以及治疗遗传疾病。

近期中国科学家取得的CRISPR相关成果

目前,CRISPR已席卷各大研究领域,开启疯狂发文模式。据不完全统计,2015国家自然科学基金对CRISPR研究的支持力度较去年有所提升;共涉及57个项目,总金额超过了3100万元。那么,除以上涉及的研究外,中国科学家近期在CRISPR领域还取得了哪些成果呢?

大牛黄行许

南京大学模式动物研究所的黄行许(Xingxu Huang)教授实验室不仅首次在世界上利用CRISPR/Cas9进行了大鼠的条件性基因敲除,还通过原核注射实现了世界上首次猴基因敲除,这些成果在国际上受到广泛的瞩目。近期,黄行许教授课题组接连在CRISPR/Cas9研究中取得突破性成果,部分相关论文如下:


去年年初,Cell杂志报道,全球首对靶向基因编辑猴在中国出生,完成这一工作的科学家来自南京医科大学生殖医学国家重点实验室、云南省灵长类生物医药研究重点实验室和南京大学。[文献]


以下是近期我国科学家的一些其它编辑对象:

编辑猪

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

9月18日,发表在《Scientific Reports》上的一项研究中,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所的李奎教授领导研究团队,首次结合CRISPR/Cas9与体细胞核移植技术获得了位点特异性的基因敲入猪模型。

编辑山羊

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

9月10日,发表在《Scientific Reports》上的一项研究中,中国科学家小组通过将靶定MSTN和FGF5基因的Cas9 mRNA和sgRNA,向单细胞阶段受精卵的共注射,成功制备了一个或两个基因修饰的转基因山羊。

编辑蝴蝶

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

9月10日,发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的一项研究中,来自中科院昆明动物研究所、华大基因研究院和芝加哥大学等机构的研究人员称,他们构建出了两种蝴蝶的高质量参考基因组,并利用CRISPR/Cas9技术对蝴蝶进行了基因编辑。

编辑土豆

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

8月18日,发布在《PLOS ONE》杂志上的一项研究中,来自中国农业科学院的研究人员成功地应用II型CRISPR/Cas9系统,在大豆靶基因中获得并评估了高效的基因组编辑。

特别备注:本文部分内容参考自科学网(朱汉斌/黄博纯)、生物通(王英)

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