作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2021/7/26 10:01:02
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首个基因修饰有袋类动物培育成功

 

科技日报北京7月25日电 (实习记者张佳欣)日本理化学研究所生物系统动力学研究中心研究人员通过基因工程培育出首个基因修饰的有袋类动物——负鼠。相关论文发表于近日的《当代生物学》期刊上,其将有助于破译仅在有袋类动物身上观察到的独特遗传信息。

基因修饰动物,尤其是小鼠和大鼠,是研究生物发育过程极其重要的对象。有袋类动物特征独特,而负鼠被认为是所有有袋类动物的祖先,也是第一种完成全基因组测序的有袋类动物。负鼠的大小和繁殖特征与小鼠和大鼠相似,所以是迄今最好的动物模型选择。

负鼠的幼崽无法在母体内充分发育,因此是名副其实的“早产儿”。负鼠还是唯一已知经紫外线辐射后皮肤就会生出恶性黑素瘤(一种致命的皮肤癌)的实验动物。与其他哺乳动物不同的是,新生的负鼠幼崽有脊髓损伤后可自然愈合的能力。由于这些独特的特征,研究有袋类生物正越来越受关注。然而,在没有成熟的技术对有袋类动物进行基因改造的情况下,很难对它们进行潜在遗传学分析。现在,BDR的研究小组利用新的基因编辑技术推动对负鼠的研究。

通常,基因组编辑所需的溶液要用细针注射到受精卵中。而负鼠的受精卵被厚厚的蛋白质层和坚硬的壳状结构包围,注射针无法穿透。研究人员表示:“我们将压电元件与针头一起使用,使针头能够穿透受精卵周围的硬壳层和厚层,并且受精卵没有明显损伤。”

研究人员将注射后的受精卵移植到一只可生育的雌性负鼠的子宫中,成功地获得了幼崽。这是首次在有袋类动物身上进行的胚胎移植技术。

为了确认整体方法,研究人员瞄准了一种负责制造身体色素的基因。该基因被破坏时,黑色素无法产生,皮肤毛发呈白色,即患上白化病。此次实验中,一些负鼠的后代患上了白化病,而且这种基因还可以遗传给下一代。因此,这是有袋类动物第一次成功的基因编辑。

现在这个过程已经建立,研究人员可以回答更多关于有袋类生物学的问题。“有袋类动物是现存的3个哺乳动物亚纲之一,具有许多其他哺乳动物没有的独特特征。未来的研究可以创造转基因有袋类动物,这将影响哺乳动物胚胎学、基因组印记、生殖、神经生物学、免疫遗传学、癌症生物学,甚至是比较进化等领域。”研究人员说。

 
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