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那些基因编辑后的动物(2)
http://www.100md.com 2016年3月1日 百科知识2016年第5期
     于是,去除或修改猪的α-1,3-半乳糖基转移酶和其他几十种逆转录病毒基因就历史地落到CRISPR-Cas9基因剪刀的肩上。美国哈佛大学的丘奇教授领导的团队在2015年10月宣布,他们的两个研究小组已经能完成去除或修改猪的α-1,3-半乳糖基转移酶基因和其他几十种逆转录病毒基因的任务。

    一个研究小组利用CRISPR-Cas9基因剪刀对一组猪胚胎进行了20多个基因的改造,其中就包括编码猪的α-1,3-半乳糖基转移酶的基因,从而阻止了猪细胞表面的α-1,3-半乳糖产生,也就消除了猪器官上面的抗原,可以避免猪器官移植到人体时触发免疫反应。

    另一个研究小组利用CRISPR-Cas9基因剪 刀编辑猪胚胎中的62个猪内源性逆转录病毒基因,让这些病毒失活。这项工作非常重要,因为这些病毒嵌入在所有猪的基因组中,无法进行处理或是被中和。由于担心它们有可能给人类患者带来疾病,猪器官迟迟不敢用于人类。

    现在,由于解决了这两个问题,即消除了引发免疫反应的α-1,3-半乳糖基转移酶基因和猪内源性逆转录病毒基因,下一步将有可能把猪的器官移植给人。不过,在对人进行移植前,还要通过动物试验来验证,例如,对狒狒和猴子移植经过CRISPR-Cas9基因剪刀编辑的猪的器官,如肺、心脏和肝脏。

    美国马里兰大学医学院的外科医生已经在做这种动物试验。他们从一头经过CRISPR-Cas9基因剪刀编辑的成年猪身上摘下肺,移植给一只6岁的狒狒。未来,这一研究结果将会公布,以此论证,猪的器官是否可以移植给人。

    大力士和天狗

    除了猪与人的生理和代谢相似、器官大小差不多之外,狗与人的生理也比较接近,因此,研究人员一直希望建立狗的动物试验模式,为人类服务。现在,CRISPR-Cas9基因剪刀的出现让中国研究人员创造了一种特殊的狗,一只称为大力士,一只称为天狗。

    中国科学院广州生物医药与健康研究院的赖良学团队利用CRISPR-Cas9基因剪刀敲除狗的肌肉生长抑制素基因,以增强狗的肌肉能力,因为该基因对骨骼肌生长具有抑制作用,被敲除后,肌肉生长发育能力就会增强。

    研究人员最初利用CRISPR-Cas9基因剪刀对60多个狗胚胎进行编辑,然后把胚胎植入母狗体内孕育,诞生了27只小狗,但只有2只(一公一母)小狗的肌肉生长抑制素基因被敲除。肌肉生长抑制素基因被敲除的狗的肌肉在4月龄时就显得比普通狗更为发达,研究组将两只狗分别命名为大力士(公)和天狗(母)。

    预计这种基因敲除狗在成年后将具有更强的运动能力,适合狩猎以及军事应用。由于狗与人的代谢、生理以及解剖特征相似,这类由CRISPR-Cas9基因剪刀编辑的狗会被用于治疗人类的一些遗传病,如帕金森病、重症肌无力、肌萎缩侧索硬化症(ALS,渐冻人症)的试验。

    过去,人们常在小鼠身上建立模型来探索和治疗这类疾病,包括杜兴氏肌萎缩。但是,由于小鼠较小,与人的生理状况差别较大,用小鼠模型获得的结果与人的差别也很大,还需要进一步试验才能用到人身上。现在,用CRISPR-Cas9基因剪刀编辑的狗就能对治疗肌萎缩侧索硬化症有直接的模拟作用。

    CRISPR-Cas9基因剪刀不只是能编辑和产生上述新的动物,也已经产生了基因编辑猴等动物。随着这一技术的应用,会有越来越多的基因编辑动物出现,既能为人类健康和治病服务,又能提供人类所需的各种生物产品。

    【责任编辑】张田勘 (杨雄雄)
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