对奶牛进行基因改造：可抵抗结核病

对奶牛进行基因改造可反抗结核病 外媒称，探讨人员首次利用基因工程对奶牛进行基因改造，使其能够反抗结核病。牛结核病在大多数发达国家受到良好限制，但在发展中国家，这种疾病往往是致命的，并且会传播给人类和其他动物。 美国新闻周刊网站2月1日发表题为中国科学家培育出抗结核病的奶牛的报道称，来自中国西北农林科技高校的探讨人员利用一种名为CRISPR的技术，对20头奶牛植入了一种与抗结核病相关的基因，其中11头牛活过了3个月。这些进行过基因改造的奶牛具有更好的反抗结核病的实力。经过基因改造后，它们也没有表现出任何意料之外的症状。描述这些发觉的一篇论文发表在1月31日的英国基因组生物学杂志上。 CRISPR是一种在过去几年里开发的基因编辑工具。和之前的技术相比，它可以快速将基因插入有机体基因组中的特定位置，并且成本较低。探讨人员利用这种技术来改造很多有机体，包括在试验室里改造人类胚胎和修正老鼠体内引发杜氏肌养分不良症的基因。 在这次的探讨中，科学家们运用一种新版的CRISPR技术，将基因插入到奶牛基因组志向位置上一条DNA链的单个基因片段中。此前的CRISPR技术涉及运用分子“剪刀”来剪开DNA的两条链。宿主防卫试验室的探讨人员苏克塞德拉万表示，这种新技术的优势是它可能更为平安。该试验室隶属美国国家过敏症和传染病探讨所。 德拉万说“我认为这是一项特别棒的探讨，证明白通过一种潜在更平安的方法来进行基因改造是可行的。”不过他认为，必需有进一步的探讨来证明其结果的平安性。 他补充说，提高动物对感染的反抗力可以在牲畜中大幅削减抗生素的过度运用，后者已经是一个严峻问题。 宿主防卫试验室及国家过敏症和传染病探讨所的负责人哈里马莱克表示，培育这样的奶牛有助于削减牛奶中结核菌的传播，这是发展中国家的一个重大健康问题。他补充道，美国和西方大部分地区广泛运用巴氏灭菌法，在很大程度上“消退了来自牛奶的结核病风险，尽管人们对生牛奶和奶酪的热忱再度引燃了这种风险”。 美国精选公畜公司的基因项目副总裁查克萨特勒说，探讨人员已经在一些未经基因改造的牛身上发觉了这种插入的基因。他表示，探讨人员运用CRISPR技术作出的变更也可能在传统养殖过程中出现，只不过运用基因改造技术能够更快、更有针对性。 这种经过基因改造的奶牛要在美国获得批准，必需通过美国食品和药物局的审查。萨特勒补充说，就目前而言其成本太高了。 在一项新的探讨中，来自中国西北农林科技高校动物医学院的探讨人员首次利用CRISPR/Cas9基因编辑技术胜利地培育出具有增加反抗牛结核病实力的奶牛。 探讨人员利用一种改进的CRISPR基因编辑技术将一种新的基因插入到奶牛基因组中，而且在奶牛基因组中没有检测到脱靶效应。当利用CRISPR构建转基因动物时，脱靶效应是一个常见的问题。 论文通信作者、西北农林科技高校动物医学院教授、博导张涌（YongZhang）博士说，“我们利用一种新的被称作CRISPR/Cas9n的CRISPR系统将结核抗性基因NRAMP1胜利地插入到奶牛基因组中。我们随后能够胜利地培育出具有增加反抗结核病实力的奶牛。重要的是，我们发觉这不会在奶牛基因组中产生脱靶效应，这意味着我们采纳的这种CRISPR技术可能更好地适用于产生转基因家畜。” 鉴于CRISPR技术是一种精确地和相对简单地修饰遗传密码的方法，近年来，它已广泛地用于试验室中。然而，遗传密码的意外变更会因脱靶效应而发生，因此发觉降低这些意外变更的方法是基因组学探讨的首要任务。 张博士说明道，“当你想要将一种新的基因插入到哺乳动物基因组中时，很难在基因组中找到最佳的位点来插入这种基因。你不得不找遍整个基因组，找寻一个你认为将对旁边的其他基因产生最小影响的区域。我们利用一种细致的方法鉴定出最适合于基因插入的区域，而且我们证明这不会在奶牛基因组中产生可检测到的脱靶效应。” 探讨人员利用CRISPR/Cas9n技术将NRAMP1基因插入到来自雌性奶牛的牛胎儿成纤维细胞基因组中。随后，这些细胞在一种被称作体细胞核移植的过程中用作供体细胞。在这种体细胞核移植中，将来自携带这种新基因的供体细胞的细胞核导入到来自雌性奶牛的卵细胞中。他们在试验室中培育这些卵细胞，随后将它们转移到具有正常妊娠周期的母奶牛体内。作为对比，也利用标准的CRISPR/Cas9技术开展这些试验。 利用CRISPR技术培育出总共11只携带这种新基因的小奶牛，它们能够接受结核病反抗性和脱靶效应评估。对这些小奶牛的基因分析结果揭示出已将NRAMP1基因胜利地插入到全部小奶牛的基因组靶位点上。在利用这种新的CRISPR/Cas9n技术胜利地插入NRAMP1基因的小奶牛中，没有一只小奶牛具有任何可检测到的脱靶效应，而之前利用CRISPR/Cas9技术胜利地插入NRAMP1基因的小奶牛中，全部的小奶牛都存在脱靶效应。 当这些小奶牛接触牛结核分枝杆菌（导致牛结核病的细菌）时，探讨人员通过测量血液样品中标准的感染标记物，发觉这些转基因小奶牛表现出增加的牛结核病反抗性。他们也发觉从这些小奶牛中提取出的白细胞在试验室测试中更加反抗牛结核分枝杆菌感染。 张博士说，“我们的探讨首次证明这种CRISP/Cas9n系统能够被用来构建没有可检测到的脱靶效应的转基因家畜。我们的探讨已在牛基因组中发觉一个有用的位点，利用这种基因编辑技术靶向这个位点可胜利地插入有益于家畜的新基因。” 第 5 页