研究建立高效制備基因編輯豬技術(shù)體系

　　近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所動(dòng)物基因工程與種質(zhì)創(chuàng)新科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所動(dòng)物基因組研究中心，成功建立了一種名為報(bào)告RNA富集的雙引導(dǎo)RNA核蛋白（RE-DSRNP）的高效編輯技術(shù)體系，可用于快速制備無(wú)外源DNA基因編輯克隆豬，并利用該體系首次成功獲得了 WIP1 基因編輯的雄性繁殖障礙模型豬。相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)（Science China:Life Sciences）》上。

　　基因編輯豬在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，然而，制備基因編輯豬的過(guò)程中還存在諸多問(wèn)題。例如，難以快速獲得大量基因型一致的個(gè)體，質(zhì)粒DNA可能隨機(jī)整合到細(xì)胞的基因組，單克隆細(xì)胞篩選過(guò)程可能降低供體細(xì)胞的質(zhì)量等。

 

　　為了完善基因編輯豬的制備過(guò)程，研究人員使用雙引導(dǎo)RNA，提高了編輯精度和效率；使用核糖核蛋白編輯系統(tǒng)，成功避免了質(zhì)粒DNA整合到基因組的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了低脫靶、低毒、無(wú)外源DNA基因編輯；將報(bào)告RNA富集系統(tǒng)與雙引導(dǎo)RNA核蛋白（DSRNP）有機(jī)結(jié)合，建立了RE-DSRNP體系，可使核移植供體細(xì)胞的培養(yǎng)時(shí)間由3~4周縮短為1周，而且顯著降低了供體細(xì)胞發(fā)生凋亡和染色體異常的比例。為了驗(yàn)證RE-DSRNP在創(chuàng)制基因編輯克隆豬上的應(yīng)用效果，研究人員以高繁殖力著稱的我國(guó)地方豬種——梅山豬為材料，利用RE-DSRNP體系靶向編輯 WIP1 基因。結(jié)果表明，在獲得的32頭斷奶克隆豬中，有31頭為 WIP1 基因編輯型，15頭為預(yù)期的38bp DNA片段缺失純合子類型，所有的克隆豬均未檢測(cè)到脫靶，且 WIP1 基因編輯豬表現(xiàn)出明顯的雄性繁殖障礙表型。

 

　　體細(xì)胞克隆基因編輯技術(shù)是目前動(dòng)物生物育種和醫(yī)學(xué)模型研發(fā)的主流技術(shù)。該研究建立的RE-DSRNP體系，可顯著降低脫靶和非預(yù)期效應(yīng)，極大提高編輯效率，縮短制備時(shí)間，在豬和其他大動(dòng)物的生物育種以及醫(yī)學(xué)模型研發(fā)方面應(yīng)用前景廣闊。此外，種公豬對(duì)母豬繁殖力具有決定性作用，在育種體系和商品生產(chǎn)中舉足輕重，該研究首次構(gòu)建了 WIP1 基因編輯豬模型，對(duì)于深入研究雄性繁殖機(jī)制具有重要意義。

 

　　該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。（通訊員 付松川）