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科学家首次培育出带有基因剪刀的工具猪

 

近日，记者从中国科学院广州生物医药与健康研究院获悉，该院研究员赖良学课题组首次构建了新型条件性表达Cas9基因工具猪模型，利用此模型，率先实现了直接对成体大动物进行体内基因编辑，并首次建立了大动物原发性肺癌模型。相关研究11月16日发表在《基因组研究》上。

 

据悉，由于猪在器官结构、大小以及生理代谢、免疫系统等方面与人更加接近，被普遍认为是非常理想的大动物疾病模型、异种器官移植供体模型和异种器官再造受体模型。目前，对猪等大动物在体内直接进行基因突变在技术上尚不可行。

 

研究人员利用基因打靶技术，成功地将能够剪开基因的Cas9蛋白基因插入到猪基因组的一个特定的位点（ROSA26），相当于在猪体内加入了一把基因剪刀，并且在Cas9基因附近加上了能与Cre重组酶结合的loxp位点，后者相当于一个开关，能对其剪切功能的开启加以控制。利用此工具模型，不需要依赖受精卵注射或体细胞核移植技术，研究人员在动物体内转入能识别特定基因的gRNA和重组酶，就可直接对猪的基因组进行编辑，从而快速获得相应基因编辑猪模型。

 

研究人员将包装的含有Cre重组酶和靶向六种肿瘤相关基因的gRNAs慢病毒通过滴鼻方式，感染工具猪的肺脏，在猪肺细胞的基因组发生癌化突变。三个月后，猪出现了典型的肺癌症状和病理变化，从而成功地建立了原发性肺肿瘤大动物模型。利用条件性表达Cas9基因猪模型，可高效的实现大动物体内细胞单基因、多基因、超大片段基因的编辑。

 

该研究成果将推动猪基因功能的研究进展和加快在生物医药及农业领域有重要应用价值的基因修饰猪模型的建立。