世界首例电穿孔介导基因编辑绵羊“强强”“壮壮”满月了!
胡杨网(李萍、丁娜娜)7月13日,由石河子大学动物科技学院皮文辉研究员团队培育的两只羊宝宝“强强”“壮壮”迎来满月,它们是经绵羊体外受精获得胚胎,利用电穿孔技术递送Cas9 RNPs成分进入绵羊体外受精胚胎,对肌肉生长抑制素(MSTN)基因进行敲除,获得的基因编辑绵羊,经专业领域查询,目前尚属世界首例。
羊妈妈(左)正在看它生的两只基因编辑羊宝宝。胡杨网 李萍 摄
在石河子大学动物科技学院教学动物试验站里,这对羊宝宝和它们的“代孕妈妈”有自己的圈舍,“强强”“壮壮”蹦蹦跳跳地在“妈妈”身边转悠,当有陌生人靠近时,护犊的羊妈妈会迅速挡在羊宝宝们身前,发出咩咩的警告声。
当有陌生人靠近两只基因编辑羊宝宝时,羊妈妈相当警惕。胡杨网 李萍 摄
“腿上带黄色斑点的这只是1号(强强),先出生,出生时体重3.7公斤,满月体重是10.9公斤,比出生时增重7.2公斤;2号(壮壮)晚十几分钟出生,出生体重3.3公斤,满月体重是10.6公斤。比出生时增重7.3公斤,它们都是‘男孩’,目前身体健康,长势良好,增重进度受到了炎热天气的影响。”石河子大学动物科技学院研究员皮文辉轻轻抚摸着两只羊宝宝说,和一般的羊比起来,这两只经过基因编辑的羔羊更活泼,长势快、身体强壮、肌肉紧致,就像健过身一样,这就是利用基因编辑技术,对肌肉生长抑制素(MSTN)基因进行敲除所期望得到的效果。
基因编辑羊与羊群相处融洽(图中左二、三为基因编辑羊)。胡杨网 李萍 摄
皮文辉从1994年参加工作至今,一直从事绵羊遗传育种与繁殖技术研究和应用,师从中国工程院刘守仁院士,主持国家自然科学基金地区基金项目3项,兵团科研项目3项,拥有授权专利7项,获兵团科技进步二等奖2项,参与“新吉细毛羊”和“中国美利奴‘U’品系”选育等。
皮文辉抱着两只刚满月的基因编辑羊。胡杨网 李萍 摄
利用基因编辑技术对特定遗传基因进行敲除,是目前绵羊育种工作的研究热点之一。本研究中,皮文辉研究员团队利用CRISPR-Cas9基因编辑系统,对肌肉生长抑制素(MSTN)基因进行敲除,该基因敲除后可显著提升动物肌肉品质、提升产肉量。而传统胚胎基因编辑则是利用显微操作技术递送基因编辑成分,从而实现基因编辑的目的。这一研究在保障基因编辑效率的同时,显著提升了胚胎质量,最终成功构建了绵羊胚胎肌肉生长发育模型,为探究绵羊肌肉生长发育机制奠定了基础。
新疆畜牧业资源丰富,绵羊品种较多,但对于品种资源优势性状的挖掘和利用明显不足。同时,部分优质绵羊品种遗传性状出现退化,种群数量下降,这些均不利于新品种的培育。而动物新品种培育周期长、技术难度大,需要从遗传、育种和繁殖各环节进行优化。本研究将分子育种技术与胚胎体外生产、胚胎移植等繁殖技术结合,在部分技术环节上进行了创新,是对传统家畜育种技术体系的一次重要改进,为构建基于胚胎高效基因编辑技术的绵羊育种技术体系奠定了坚实基础。
据了解,石河子大学动物科技学院皮文辉研究员团队长期以来从事绵羊胚胎体外高效生产相关研究工作,下一步将对后代小羊羔进行系统检测。