日本理化學(xué)研究所生物系統(tǒng)動力學(xué)研究中心研究人員通過基因工程培育出首個基因修飾的有袋類動物——負鼠。相關(guān)論文發(fā)表于近日的《當(dāng)代生物學(xué)》期刊上，其將有助于破譯僅在有袋類動物身上觀察到的獨特遺傳信息。
基因修飾動物，尤其是小鼠和大鼠，是研究生物發(fā)育過程極其重要的對象。有袋類動物特征獨特，而負鼠被認為是所有有袋類動物的祖先，也是第一種完成全基因組測序的有袋類動物。負鼠的大小和繁殖特征與小鼠和大鼠相似，所以是迄今最好的動物模型選擇。
負鼠的幼崽無法在母體內(nèi)充分發(fā)育，因此是名副其實的“早產(chǎn)兒”。負鼠還是惟一已知經(jīng)紫外線輻射后皮膚就會生出惡性黑素瘤（一種致命的皮膚癌）的實驗動物。與其他哺乳動物不同的是，新生的負鼠幼崽有脊髓損傷后可自然愈合的能力。由于這些獨特的特征，研究有袋類生物正越來越受關(guān)注。然而，在沒有成熟的技術(shù)對有袋類動物進行基因改造的情況下，很難對它們進行潛在遺傳學(xué)分析?，F(xiàn)在，BDR的研究小組利用新的基因編輯技術(shù)推動對負鼠的研究。
通常，基因組編輯所需的溶液要用細針注射到受精卵中。而負鼠的受精卵被厚厚的蛋白質(zhì)層和堅硬的殼狀結(jié)構(gòu)包圍，注射針無法穿透。研究人員表示：“我們將壓電元件與針頭一起使用，使針頭能夠穿透受精卵周圍的硬殼層和厚層，并且受精卵沒有明顯損傷?！?/p>
研究人員將注射后的受精卵移植到一只可生育的雌性負鼠的子宮中，成功地獲得了幼崽。這是首次在有袋類動物身上進行的胚胎移植技術(shù)。
為了確認整體方法，研究人員瞄準了一種負責(zé)制造身體色素的基因。該基因被破壞時，黑色素?zé)o法產(chǎn)生，皮膚毛發(fā)呈白色，即患上白化病。此次實驗中，一些負鼠的后代患上了白化病，而且這種基因還可以遺傳給下一代。因此，這是有袋類動物第一次成功的基因編輯。
現(xiàn)在這個過程已經(jīng)建立，研究人員可以回答更多關(guān)于有袋類生物學(xué)的問題。“有袋類動物是現(xiàn)存的3個哺乳動物亞綱之一，具有許多其他哺乳動物沒有的獨特特征。未來的研究可以創(chuàng)造轉(zhuǎn)基因有袋類動物，這將影響哺乳動物胚胎學(xué)、基因組印記、生殖、神經(jīng)生物學(xué)、免疫遺傳學(xué)、癌癥生物學(xué)，甚至是比較進化等領(lǐng)域?！毖芯咳藛T說。
總編輯圈點：
幾年前的基因編輯嬰兒事件曾引發(fā)公憤，以至于很多人談基因編輯而色變。應(yīng)該看到，基因編輯技術(shù)只是生物學(xué)研究工具，其本身是“無罪”的，關(guān)鍵在于人類要用它來做什么。一方面，利用基因編輯技術(shù)進行人類胚胎研究涉及重大倫理問題，應(yīng)慎之又慎；另一方面，不應(yīng)否認，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，基因編輯技術(shù)發(fā)揮著日益重要的作用，應(yīng)充分發(fā)揮它的優(yōu)勢，不可因噎廢食。
