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Nature:中韩科学家建出了与比利时蓝牛相当的“健美猪”

摘要 : 通过数十年的选择性育种,比利时蓝牛(Belgian Blue cattle)现在成为了一种可为人们提供异常大量昂贵牛瘦肉的强壮动物。现在,由来自中国和韩国的科学家组成的一个研究小组说,采用一种更快速的方法他们构建出了与之相当的“健美猪”。

 通过数十年的选择性育种,比利时蓝牛(Belgian Blue cattle)现在成为了一种可为人们提供异常大量昂贵牛瘦肉的强壮动物。现在,由来自中国和韩国的科学家组成的一个研究小组说,采用一种更快速的方法他们构建出了与之相当的“健美猪”。

不同于常规的基因改造技术将来自一个物种的基因移植到另一个物种体内,这些“双肌型”猪是通过编辑单个基因而生成,相比前者所造成的基因改变没有那么显著。因此,它们的创造者们希望监管机构将对这些猪持宽松态度——这一猪品种有可能会成为首个获得批准、供人食用的转基因动物。

领导这一研究的是韩国首尔大学的分子生物学家Jin-Soo Kim,其表示他的基因编辑只是加快了通过更自然的途经可能发生的一个过程。“我们可以通过育种来做到这一点,但这需要几十年的时间。”

由于担心对环境和健康会造成负面的影响,目前在世界上的任何地方都还没有转基因动物已获得批准供人类食用。20年来快速生长的转基因大西洋鲑鱼一直陷入在监管困境中。

包括Kim和他的同事们在内,越来愈多的研究人员都希望利用基因编辑来让单基因丧失功能,将可以避开这种窘境。近来有关基因编辑在农业领域的应用报道,包括构建出了无角牛,以及对非洲猪瘟病毒具有免疫力的转基因猪。

构建出双肌型猪的关键在于让myostatin (MSTN)基因突变。MSTN抑制了肌肉细胞生长,控制了肌肉的大小。但在某些牛、构和人类中,MSTN遭到破坏会导致肌肉细胞增殖,生长出异常大小的肌纤维。

为了将这一突变导入到猪中,Kim利用了一种叫做TALEN的基因编辑技术。这一技术是让一种DNA切割酶连接一种DNA结合蛋白,DNA结合蛋白会将DNA切割酶引导到了细胞内的特异基因处(这里是MSTN基因),然后切割它。细胞的自然修复系统会将DNA重新融合在一起,导致了基因功能失调。

研究小组编辑了猪胚胎细胞。在选择出一个TALEN已敲除两个拷贝MSTN基因的编辑细胞后,Kim的合作者、中国延边大学动物克隆研究人员尹熙俊(Xi-jun Yin),将这一细胞转移到卵细胞中,生成了32个克隆小猪。

德国Friedrich Loeffler研究所率先使用基因编辑工具的先驱Heiner Niemann说,Kim和他的研究小组还没有发布他们的研究结果。但提供的猪照片“显现出了典型的双肌型动物表型。它们有着发达的臀肌,这是这类动物的典型特征。

尹熙俊说,初期的调查结果显示这些猪可以提供许多双肌型牛的好处——例如,每只动物可提供更瘦的猪肉以及更高的肉量。但它们也共同具有一些问题。例如由于小猪体积过大使得分娩困难。32只小猪中只有13只活到了8个月大。当然,有两只仍然活着,但只有一只被认为是健康的。

不只是尝试用这样的猪生成猪肉,Kim和尹熙俊还打算利用它们来供应精子,出售给农民与正常的猪进行交配。由此生成的后代虽然少一些肌肉,但它们只有一个MSTN基因遭到破坏,另一个MSTN基因正常,有可能会更健康;该研究小组现正采用另一种更新的基因编辑技术CRISPR/Cas9来完成相同的实验。去年9月,研究人员报告称采用一种不同的基因编辑方法开发出了双肌型牛和双肌型绵羊的新品种。

Kim希望能够让这些基因编辑猪上市出售给中国的农民,在中国人们对于猪肉的需求在不断地上升。那里的管控环境有可能会支持他的计划。中国正将大量资金投放于基因编辑,根据以往的历史中国也有着比较宽松的管控系统。“我认为中国将会走先一步,”Kim说。

原文标题:Super-muscly pigs created by small genetic tweak

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