10月11日記者獲悉,西北農林科技大學動物醫學院華進聯團隊和雲南農業大學魏紅江團隊合作,採用高效培育多基因編輯豬的sgRNA表達方案,利用三頭代孕母豬産下兩頭雙基因編輯仔豬。這是西北地區首次成功獲得多基因編輯克隆豬,標誌著該地區生豬産業基因編輯生物育種技術達到世界先進水準。
以CRISPR/Cas9為代表的基因編輯技術被廣泛應用於動物的性狀改良。然而,大多數研究進展基於人和小鼠模型,由於物種間的快速進化,已報道的策略能否在大動物中適用仍然是該領域面臨的瓶頸問題。
過去幾十年,豬繁殖和呼吸綜合徵病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)(俗稱藍耳病)給全球養豬業造成了重大經濟損失。鋻於豬CD163基因所編碼的蛋白是PRRSV感染所必需的受體,對豬CD163的敲除可以培育出對PRRSV感染具有強抵抗能力的新品係。此外,通過基因編輯敲除豬肌肉抑制因子MSTN基因,獲得的豬後代表現出更高的瘦肉率。因此,對豬多個基因同時編輯並最終培育出抗病高産新品種,在未來畜牧生産領域具有廣闊的應用前景。
該研究應用三種策略開展豬的多基因編輯,包括共轉染攜帶不同sgRNA的質粒,用轉染單個含有串聯sgRNA表達盒的質粒,以及轉染含有多順反子sgRNA載體的策略。該團隊構建了攜帶三種靶向MSTN和CD163的sgRNA表達裝置的載體系統,並量化了其在豬胎兒成纖維細胞中的編輯效率。結果表明,串聯sgRNA表達盒的策略可以高效實現豬的多基因改良。將CD163和MSTN基因同時編輯的豬胎兒成纖維細胞進行體細胞核移植試驗,利用三頭代孕母豬最終産下兩頭雙基因編輯仔豬。全基因組測序結果證實兩頭基因編輯豬均未出現預期之外的基因組改變。
據悉,本研究為豬的多基因改良提供了一种經濟高效的技術體系,培育的CD163和MSTN雙基因編輯豬也為後續培育抗豬繁殖與呼吸障礙綜合徵種豬及高瘦肉率種豬提供了優秀種質材料。(西安報業全媒體記者 任娜 通訊員 李曉春)
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