RIKEN 生物系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究中心 (BDR) 的研究人員成功創(chuàng)造了第一個(gè)基因工程有袋動(dòng)物。這項(xiàng)發(fā)表在科學(xué)雜志《當(dāng)代生物學(xué)》上的研究將有助于破譯僅在有袋動(dòng)物中觀察到的獨(dú)特特征的遺傳背景。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，尤其是小鼠和大鼠，是研究生物過程的極其重要的工具。例如，研究人員經(jīng)常沉默基因以了解它們的正常功能是什么。由于有袋動(dòng)物具有獨(dú)特的特征，因此研究它們需要開發(fā)具有代表性的動(dòng)物模型。迄今為止，最好的選擇是負(fù)鼠，它被認(rèn)為是所有有袋動(dòng)物的祖先。作為第一個(gè)完成全基因組測序的有袋動(dòng)物，負(fù)鼠是一種很好的模型動(dòng)物，因?yàn)樗捏w型和繁殖特征與小鼠和大鼠相似。
與其他有袋動(dòng)物一樣，負(fù)鼠具有其他哺乳動(dòng)物所沒有的多種特征。它在沒有功能性胎盤的情況下發(fā)育，幼崽過早出生。與人類一樣，但與其他非有袋類哺乳動(dòng)物不同，它僅通過暴露在紫外線下就會(huì)患上皮膚癌。與其他哺乳動(dòng)物不同的是，脊髓損傷的新生負(fù)鼠幼崽具有自然愈合的能力。由于這些獨(dú)特的特征，研究有袋動(dòng)物的生物學(xué)引起了人們的興趣。然而，如果沒有成熟的技術(shù)來對(duì)有袋動(dòng)物進(jìn)行基因改造，就很難分析它們的潛在遺傳學(xué)?，F(xiàn)在，由理研 BDR 的 Hiroshi Kiyonari 領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)正在利用新的基因編輯技術(shù)來推動(dòng)負(fù)鼠研究。
基因組編輯需要系統(tǒng)地收集受精卵，因?yàn)榛蚪M編輯的解決方案被注入到受精卵中。由于負(fù)鼠發(fā)情周期長，領(lǐng)地意識(shí)強(qiáng)，即使生活在一起，一對(duì)夫婦也需要一周左右的時(shí)間才能交配，因此很難系統(tǒng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。研究小組使用一種用于小鼠和其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的激素來刺激雌性發(fā)情，并成功地顯著縮短了交配所需的時(shí)間。
需要將胚胎移植到代孕母親中以生成基因組編輯的受精卵。正如在小鼠和大鼠中所做的那樣，研究人員將受精卵轉(zhuǎn)移到可育雌性負(fù)鼠的子宮中，并成功獲得了幼崽。這是在有袋動(dòng)物中建立胚胎移植技術(shù)的第一例。
通常使用細(xì)針將基因組編輯所需的溶液注入受精卵。然而，由于負(fù)鼠的受精卵被一層厚厚的蛋白質(zhì)和堅(jiān)硬的殼狀結(jié)構(gòu)包圍，注射針無法穿透它。“我們成功的秘訣之一，”Kiyonari 解釋說，“是使用壓電元件和針頭，這使得針頭能夠穿透雞蛋周圍的硬殼層和厚層。因此，壓電使注射成為可能受精卵沒有明顯損傷。”
標(biāo)簽： 基因組編輯
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