連動(dòng)物都可以玩批量“訂制”了

說(shuō)到“克隆”這個(gè)詞，很多人會(huì)想到世界上第一例運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)培育出的動(dòng)物——克隆羊“多莉”，它標(biāo)志著生物體通過(guò)體細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖的克隆技術(shù)，成為現(xiàn)實(shí)。這之后克隆豬、克隆牛等紛紛問(wèn)世，但克隆犬卻遲遲沒(méi)做出來(lái)。由于犬的卵母細(xì)胞質(zhì)量較差等原因，犬被科學(xué)界普遍認(rèn)為是最難克隆的動(dòng)物之一，在細(xì)胞克隆犬“龍龍”出現(xiàn)以前，該領(lǐng)域的技術(shù)一直被韓國(guó)所壟斷。

可裁剪基因的神奇的剪刀

龍龍的供體是一只叫“蘋(píng)果”的比格公犬，經(jīng)過(guò)近半年的觀察，它被確診為動(dòng)脈粥樣硬化的典型癥狀，如脂類(lèi)代謝發(fā)生紊亂、高血脂等，不過(guò)這正是研究人員希望看到的?！疤O(píng)果”就此成為世界首例動(dòng)脈粥樣硬化疾病模型犬。

動(dòng)脈粥樣硬化是一種老年多發(fā)性疾病。在眾多的發(fā)病因素中，有個(gè)叫做APOE的關(guān)鍵基因，對(duì)脂質(zhì)的運(yùn)輸和代謝發(fā)揮主要作用。如果敲除犬的APOE基因，可使其血漿膽固醇升高，誘發(fā)粥樣硬化病變。

那么，如何讓功能基因想要就要、想沒(méi)就沒(méi)呢？研究人員利用的是最近生物學(xué)上“紅得發(fā)紫”的第三代最新基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9，它具有構(gòu)建簡(jiǎn)單方便、基因打靶效率更高等特點(diǎn)。目前世界各國(guó)科學(xué)家已利用該技術(shù)成功培育出基因編輯牛、羊、豬、兔、小鼠、大鼠等動(dòng)物以及人類(lèi)胚胎。

在狗狗身上打主意，實(shí)現(xiàn)基因敲除，并非首次。2015年，中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員賴良學(xué)取得世界首例基因打靶犬，通過(guò)敲除犬肌肉生長(zhǎng)抑制素基因，讓其比普通犬更加肌肉發(fā)達(dá)。其中一條狗也因此得名“大力神”。

該項(xiàng)科研成果為基因編輯犬的制備開(kāi)辟了新方法。隨后，希諾谷公司科研團(tuán)隊(duì)在賴良學(xué)帶領(lǐng)下利用該技術(shù)，敲除犬APOE基因，首次將其應(yīng)用于人類(lèi)遺傳疾病犬模型的培育，并取得成功。

好多動(dòng)物被克隆，為什么狗剩下了

有了“蘋(píng)果”后，研究人員就開(kāi)始對(duì)它進(jìn)行體細(xì)胞克隆。因?yàn)轶w細(xì)胞克隆技術(shù)能一次性培育出一批遺傳背景一致、年齡相近的實(shí)驗(yàn)犬，便于更有效地篩選出療效顯著的新藥，于是就有了“龍龍”。

其實(shí)，克隆并不是新鮮事。1996年第一只體細(xì)胞克隆綿羊“多莉”誕生后，小鼠、牛、山羊、豬、貓、兔、騾、馬、大鼠等多種哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞克隆相繼獲得成功。但克隆犬卻遲遲沒(méi)做出來(lái)，因?yàn)槿豢茖W(xué)界普遍認(rèn)為是最難克隆的動(dòng)物之一。

“在模式動(dòng)物中，犬比豬的應(yīng)用歷史更長(zhǎng)，但由于犬克隆技術(shù)不成熟，犬的疾病模型工作也一直推展不開(kāi)?！辟嚵紝W(xué)介紹，犬克隆難是因?yàn)槿涯讣?xì)胞質(zhì)量較差，犬克隆胚制備技術(shù)難度大；犬發(fā)情持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，因而克隆胚與代孕母的生殖周期難以同步化等。這都成為犬體細(xì)胞克隆的瓶頸，制約了該技術(shù)的應(yīng)用。

體細(xì)胞克隆犬直到2005年才由韓國(guó)科學(xué)家黃禹錫成功制備。黃禹錫？對(duì)，沒(méi)錯(cuò)，就是那個(gè)因干細(xì)胞造假跌下神壇的學(xué)術(shù)大牛，但他在克隆犬方面的貢獻(xiàn)還是有目共睹的。他開(kāi)發(fā)的克隆犬“獨(dú)門(mén)絕技”讓韓國(guó)足足“笑傲世界江湖”十幾年。

但這個(gè)壟斷終于被中國(guó)人打破了！希諾谷公司相繼攻克了犬體細(xì)胞系建立、卵母細(xì)胞供體犬的發(fā)情鑒定、成熟卵母細(xì)胞的獲取、體細(xì)胞核移植、胚胎融合激活及胚胎移植等技術(shù)難題，建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的犬體細(xì)胞克隆技術(shù)平臺(tái)?！拔覀兺ㄟ^(guò)優(yōu)化體細(xì)胞克隆技術(shù)平臺(tái)，提高了犬克隆胚胎的著床效率。著床效率最高的一次是移植了7枚胚胎，有5枚胚胎成功著床，最終生了2只健康的克隆犬；而據(jù)韓國(guó)報(bào)道，出生一只克隆犬，最少要移植12枚胚胎。此外，我國(guó)克隆犬目前的懷孕率在50%左右，高于韓國(guó)。” 從事此工作的馮沖博士介紹。

以后可定制特定功能的狗了

開(kāi)發(fā)基因編輯克隆犬技術(shù)有什么用？在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院施振聲教授看來(lái)，最重要的還是生物學(xué)的意義?！八刮覀儗?duì)生命科學(xué)特別是克隆技術(shù)的理解更加深刻。狗的生殖生理系統(tǒng)與其它哺乳動(dòng)物有巨大差異，克隆非常難，這次成功說(shuō)明中國(guó)生物技術(shù)的飛躍。”

“基因編輯疾病模型犬具有很大優(yōu)勢(shì)，將有助于人類(lèi)醫(yī)藥和遺傳疾病的研究，同時(shí)也會(huì)促進(jìn)獸醫(yī)學(xué)發(fā)展?！笔┱衤曊f(shuō)，犬是非常理想和成熟的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，犬與人類(lèi)在營(yíng)養(yǎng)代謝、生理解剖等方面有很多相似點(diǎn)，犬有900種遺傳疾病，其中有400多種與人類(lèi)遺傳相似。而且狗溫順，易控制、易配合，是藥篩的主要?jiǎng)游镏弧?/p>

所謂的“功能定制”就是人們對(duì)狗敲入或敲除某個(gè)基因；然后以其為模本進(jìn)行復(fù)制或“批量”生產(chǎn)，也就是克隆。通過(guò)“基因編輯+克隆”技術(shù)，狗可以根據(jù)需要變得嗅覺(jué)更靈敏、肌肉更發(fā)達(dá)或者罹患某種疾病。按照理論，“定制”動(dòng)物就可以實(shí)現(xiàn)“批量”復(fù)制了。（編輯/有慶）