中韓合作利用轉(zhuǎn)基因培育肌肉豬 渾身是肉無(wú)脂肪

中韓合作利用轉(zhuǎn)基因培育肌肉豬 渾身是肉無(wú)脂肪

一說(shuō)“五花肉”你必定會(huì)聯(lián)想到豬，但你有沒(méi)有想過(guò)，也許有一天五花肉會(huì)在豬身上消失呢?英國(guó)《每日郵報(bào)》6月30日?qǐng)?bào)道，韓國(guó)首爾大學(xué)分子生物學(xué)家金振秀（音譯）和同事利用靶向基因敲除技術(shù)“Talen”去掉了豬體內(nèi)的肌肉生長(zhǎng)抑制基因，然后把這些改造過(guò)的基因植入豬的胚胎細(xì)胞中，讓母豬生下32頭小豬。這些小豬的肌肉細(xì)胞會(huì)不受限制地生長(zhǎng)，變成“肌肉豬”，而不是像同伴那樣長(zhǎng)成肥嘟嘟的體型。 8個(gè)月后，有13只小豬存活下來(lái)，而目前僅存2只，其中只有一只被評(píng)估為“健康”。金振秀說(shuō)，過(guò)去人們?yōu)榕嘤环N動(dòng)物新品種需要耗費(fèi)幾十年時(shí)間，但在基因技術(shù)幫助下，在較短時(shí)間內(nèi)就能完成。不過(guò)，研究人員尚沒(méi)有把“肌肉豬”引入人們?nèi)粘Ｊ匙V的打算。當(dāng)前不少?lài)?guó)家規(guī)定，由于不清楚轉(zhuǎn)基因肉類(lèi)對(duì)環(huán)境和人體健康的影響，不允許銷(xiāo)售這種肉類(lèi)。

另?yè)?jù)中國(guó)吉林省延邊大學(xué)網(wǎng)站消息，此項(xiàng)成果系該校尹熙俊教授課題組與韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)Jin-Soo Kim團(tuán)隊(duì)合作完成。學(xué)校官網(wǎng)刊登了相關(guān)報(bào)道：

日前，Nature/news報(bào)道了延邊大學(xué)尹熙俊教授團(tuán)隊(duì)的研究成果，報(bào)道題目為“Super-muscly pigs created by small genetic tweak”（通過(guò)基因小范圍改良生產(chǎn)超級(jí)瘦肉型豬， Nature 523，13-14 02 July 2015 doi:10.1038/523013a）。此項(xiàng)創(chuàng)新性成果是由我校尹熙俊教授課題組與首爾國(guó)立大學(xué)Jin-Soo Kim團(tuán)隊(duì)合作完成?！禢ature》雜志是國(guó)際上最具影響力的學(xué)術(shù)期刊之一。其發(fā)表的論文代表了某一重要科學(xué)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，具有近期和遠(yuǎn)期的重要影響，此次為我校首次在Nature News上報(bào)道的科研成果。

Nature 報(bào)道，比利時(shí)藍(lán)牛是比利時(shí)肉牛的當(dāng)家品種，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的培育發(fā)展成為擁有雙肌基因，肌肉發(fā)達(dá)、體形健碩的“健美牛”。研究團(tuán)隊(duì)利用新一代基因組編輯技術(shù)及體細(xì)胞核移植技術(shù)，不依賴(lài)于外源DNA序列的導(dǎo)入，模擬大動(dòng)物肌肉生長(zhǎng)抑制素基因(Myostatin，MSTN)的自然突變，獲得雙肌性狀公豬，其均表現(xiàn)出肌肉超表達(dá)特征，這種雙肌性狀豬可能將成為第一批被批準(zhǔn)用于人類(lèi)可食用的基因改良動(dòng)物。

MSTN是骨骼肌生長(zhǎng)發(fā)育的負(fù)調(diào)控因子，其活性的喪失表現(xiàn)為動(dòng)物的“雙肌”性狀，在自然界中已發(fā)現(xiàn)MSTN基因突變的牛、羊，犬，人等。其中，突變牛已選育成新的肉牛品種，被世界數(shù)十個(gè)國(guó)家引進(jìn)作為雜交改良的終端父本，該牛肉肉質(zhì)柔軟、脂肪及膽固醇含量低、蛋白質(zhì)含量高，稱(chēng)為“心臟有益牛肉”很受歐美國(guó)家消費(fèi)者青睞。然而，在自然界中尚未發(fā)現(xiàn)MSTN基因突變的豬。為引入MSTN突變，研究團(tuán)隊(duì)利用TALEN基因編輯技術(shù)，通過(guò)構(gòu)建與核酸內(nèi)切酶的融合蛋白，在特異位點(diǎn)打斷目標(biāo)基因DNA序列，從而可在該位點(diǎn)進(jìn)行DNA編輯修飾操作，如knock-out、knock-in、堿基替換、點(diǎn)突變或基因修飾等。

該研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)建能高效敲除MSTN基因的質(zhì)粒通過(guò)電轉(zhuǎn)染法轉(zhuǎn)染豬胎兒成纖維細(xì)胞，磁珠分選陽(yáng)性細(xì)胞作為供體細(xì)胞，化學(xué)輔助去核方法去核后進(jìn)行體細(xì)胞核移植;經(jīng)胚胎移植確定妊娠后取出胎兒進(jìn)行基因測(cè)序，以MSTN雙側(cè)基因敲除胎兒細(xì)胞作為供體細(xì)胞再次進(jìn)行體細(xì)胞核移植，獲得32頭雙肌性狀豬（其中13頭存活到8個(gè)月）。本研究中基因敲除質(zhì)粒的構(gòu)建以及基因測(cè)序是由Pro. Kim團(tuán)隊(duì)承擔(dān)，延邊大學(xué)尹熙俊教授團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)基因轉(zhuǎn)染，體細(xì)胞克隆及克隆動(dòng)物的生產(chǎn)和管理。

德國(guó)Friedrich Loeffle研究所基因編輯工具領(lǐng)域的資深研究者Heiner Niemann稱(chēng)，該豬表現(xiàn)出典型的雙肌動(dòng)物性狀，這類(lèi)動(dòng)物的典型特征是背臀肌肉發(fā)達(dá)。

尹熙俊教授介紹說(shuō)，雖然生產(chǎn)出的雙肌性狀豬具有其他雙肌性狀動(dòng)物普遍存在的管理難題，如難產(chǎn)、仔豬成活率低等一系列問(wèn)題，但可用于建立新概念瘦肉型品種，提高瘦肉率、肉品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到產(chǎn)業(yè)化目的。

新一代基因編輯應(yīng)視為是在傳統(tǒng)誘變育種的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的新技術(shù)，在安全性上與傳統(tǒng)的誘變育種技術(shù)更具有可比性—兩者在本質(zhì)上都相當(dāng)于人工誘變技術(shù)，都只是加速了自然突變的進(jìn)程。而這項(xiàng)新的育種技術(shù)比傳統(tǒng)的誘變育種精確性更高、周期更短。由于該項(xiàng)新技術(shù)可以不依賴(lài)于外源DNA序列的導(dǎo)入，通過(guò)該技術(shù)獲得的遺傳修飾的生物材料，實(shí)際上與自然界長(zhǎng)期進(jìn)化形成的各類(lèi)天然多態(tài)性個(gè)體相比不存在本質(zhì)區(qū)別。目前美國(guó)政府已于2012年批準(zhǔn)了首個(gè)基因組定向修飾獲得的植物材料，可以直接作為常規(guī)品種進(jìn)行田間評(píng)價(jià)。

康錦丹博士是尹熙俊教授團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的主要研究人員，是該研究成果的主要完成人之一。