近日,記者從中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院獲悉,該院研究員賴良學課題組利用單堿基編輯器,首次在豬身上實現(xiàn)多位點單堿基編輯。據(jù)悉,該成果的應用將加速生物醫(yī)藥相關領域的大動物豬模型培育和農業(yè)精準育種。相關研究發(fā)表于《自然—通訊》。

賴良學表示,該研究首次從細胞、胚胎及動物3個層面探討了單堿基編輯器對豬多基因進行同時點突變的可行性,并且通過體細胞核移植和胚胎注射兩種途徑獲得兩種單位點單堿基突變豬模型(杜氏肌肉營養(yǎng)不良癥豬模型和早衰癥豬模型)和一種三位點單堿基突變豬模型(重癥免疫缺陷豬模型)。

單堿基編輯器是近年才出現(xiàn)的新基因編輯系統(tǒng),被認為是基因編輯技術3.0版本。研究人員利用BE3和A3A-BE3兩種單堿基編輯工具,在細胞和胚胎層面,對基因組進行3基因單堿基編輯,每個基因設計一條gRNA,突變成終止密碼子或者突變誘導新的mRNA剪切位點。在胚胎上,3基因同時被編輯效率最高可達50%。而細胞層面,3基因同時編輯最高可達25%。

該研究還對與豬內源性病毒復制有關的pol基因進行了單堿基突變,制造提前的終止密碼子,從而實現(xiàn)單基因的多位點失活。通過二代測序分析,可以看到在體細胞內,多拷貝的敲除率達到80%以上;而在胚胎層面,71%病毒拷貝得到敲除。因此,本研究證明,單堿基編輯系統(tǒng)在細胞和胚胎水平均可實現(xiàn)多基因或單基因多位點的高效堿基突變。

相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-019-10421-8