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首個基因修飾有袋類動物順利培育成功

來源：科技日報 ? 2021-07-26 14:03:58

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(fù)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(fù)鼠被認(rèn)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(fù)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(fù)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(fù)鼠還是唯一已知經(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(fù)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。現(xiàn)在，BDR的研究小組利用新的基因編輯技術(shù)推動對負(fù)鼠的研究。

通常，基因組編輯所需的溶液要用細(xì)針注射到受精卵中。而負(fù)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。”

研究人員將注射后的受精卵移植到一只可生育的雌性負(fù)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(rèn)整體方法，研究人員瞄準(zhǔn)了一種負(fù)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(fù)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。”研究人員說。

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