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中韩联合培育出转基因猪或将优先在中国上市

随着基因编辑技术的发展,科学家可以任意将一个物种的基因插入另一个物种。

根据《自然》网站《每日邮报》和其他报道,不同于传统的将基因从一个物种转移到另一个物种的基因改造技术,韩国首尔大学的科学家与中国延边大学的动物克隆研究员Xi-阴军合作,通过编辑单个MSTN基因来生产“二头肌”猪。

科学家希望监管者对这只只通过改变一个基因而繁殖的“二头肌”猪采取放松的态度,一旦获得批准,它可能成为第一只被批准供人类食用的转基因动物。“二头肌”猪的灵感来自比利时蓝牛

比利时蓝牛,比利时肉牛品种,特点是早熟、温和、肌肉发达、褶皱厚重、肉嫩、脂肪含量低。科学家发现比利时蓝牛如此之大,是因为它们的一个蛋白质基因不能正常工作。

这种蛋白质基因叫做肌生长抑制素(MSTN)基因。它是一种糖蛋白,可以在骨骼肌中广泛表达。其功能和表达水平的改变可能通过调节靶基因的表达来改变肌肉纤维组成(红白肌的比例)和肌肉重量。这是一种调节肌肉生长的激素。

自从McPherron在1997年发现肌生长抑制素可以调节骨骼肌的生长(负调节因子)以来,许多研究者试图通过各种方法研究MSTN基因,这在畜牧业生产中具有良好的应用前景,为提高动物肉生产性能和畜禽改良研究提供了新的途径和研究思路。这种基因已经在猪、人、羊和牛身上被定位和标记。

是否批准转基因动物供人食用是有争议的。

到目前为止,世界还没有批准转基因动物供人食用,主要是因为担心基因编辑技术可能会给环境和健康带来负面影响。例如,快速生长的转基因大西洋鲑鱼已经陷入监管困境20年了。

越来越多的研究人员希望利用基因编辑来禁用单个基因,以避免“转基因”的困境。最近关于基因编辑在农业中应用的报告包括无角牛的构建(用标准程序很难控制角质动物);培育对非洲猪瘟病毒具有免疫力的基因工程猪。

technology的关键控制点是由

金秀金编辑的MSTN基因,金秀金是韩国首尔国立大学的分子生物学家,也是领导这项研究的科学家。通过基因编辑,他和他的同事制造了一个基因缺陷或基因敲除,而建造二头肌猪的关键是突变肌肉生长抑制素基因。

Heiner Niemann是德国弗里德里希雷夫勒研究所的先驱,他率先使用基因编辑工具,他说金洙和他的研究小组还没有公布他们的研究结果,但是提供的猪照片显示了一只典型的二头肌有条发达的臀肌。

为了将MSTN基因突变引入猪体内,金秀金使用了一种叫做TALEN的基因编辑技术,即一种脱氧核糖核酸裂解酶与一种脱氧核糖核酸结合蛋白相连,这种酶将脱氧核糖核酸裂解酶导向细胞中的一种特定基因(这里是MSTN基因),然后将其切割。细胞的自然修复系统会将脱氧核糖核酸再次融合在一起,导致基因功能障碍。

在研究小组挑选了一个经过编辑的猪胚胎细胞,TALEN从中剔除了两个MSTN基因的拷贝后,金秀秀的合作者,中国延边大学的动物克隆研究员Xi-阴军,将细胞转移到卵细胞中,生成了32只克隆小猪。

“二头肌的优缺点”猪

中国延边大学动物克隆研究员尹锡军(音)说,一方面,初步测试结果显示,这些“二头肌”猪可以表现出二头肌的许多优点,例如,每种动物可以提供更薄的猪肉和更高的肉量。

另一方面,“二头肌”猪也有一些问题。例如,由于小猪体积大,很难分娩:32只小猪中只有13只活到8个月大;目前,仍有两个活着,但只有一个被认为是健康的。

Next Plan 1:使用“双肌”猪作为猪

Jin-Soo Kim和尹锡军表示,他们通过基因编辑技术培育的“双肌”猪不仅用于生产猪肉,还打算用它们来提供精子并卖给农民与正常猪交配。

尽管“二头肌”猪的后代肌肉较少,但只有一个MSTN基因被破坏,另一个MSTN基因是正常的,这可能会使它们更健康。研究小组目前正在使用另一种更先进的基因编辑技术CRISP/CAS9来完成以下类似的实验。通过用Crisp/CA9和靶向核糖核酸直接微注射受精卵,可以获得被肌生长抑制素基因(MSTN)敲除的后代产物。

下一个计划2:向中国农民出售“二头肌”猪

韩国科学家金秀秀说,一方面,由于中国对猪肉的需求不断增加,他希望向中国农民出售这些经过基因编辑的猪;另一方面,中国正在基因编辑方面投入大量资金。中国的监管环境可能支持他的计划(所以他选择与中国科学家合作)。他相信中国将领导其他国家和地区批准转基因动物供人食用。

由于MSTN基因突变后动物肌肉生长加快,肌肉质量增加,MSTN基因敲除猪的成功开发有望培育瘦肉率高、生长快的基因工程猪新品种,加快体细胞克隆猪的产业化和转基因猪新品种的培育进程。去年9月,研究人员报告说,一种不同的基因编辑方法被用于开发二头肌牛羊的新品种。