基因编辑美味猪猪：新技术可快速培育非转基因克隆猪

来源： 我是科学家iScientist

基因编辑猪具有重要的农业和生物医学应用价值。然而，在基因编辑猪的生产过程中还存在一些麻烦：（1）很难快速获得大量具有相同基因型的猪；（2）质粒DNA可能会被随机整合到目标细胞的基因组中；（3）单克隆选择过程可能降低供体细胞的质量。

最近，中国农业科学院深圳动物科学研究所和农业基因组研究所的研究人员在《中国科学：生命科学》杂志上发表了一篇题为“一种非转基因的方法，无需单克隆选择即可快速有效繁殖基因编辑猪”的研究论文。他们开发了一种高效的RNA编辑技术体系，名为报告RNA富集的双引导RNA核蛋白（RE-DSRNP），用于快速构建无外源DNA基因编辑的克隆猪，并应用此方法通过编辑WIP1基因建立了猪雄性生殖障碍模型。

为了提高编辑的准确性和效率，本文采用了双引导RNA技术，利用CRISPR-Cas9核糖核蛋白（RNP）编辑系统进行无基因编辑，成功避免了质粒DNA随机整合到基因组的风险，并且具有低脱靶效应和更低的毒性。本研究还将报告RNA富集系统与双引导RNA核蛋白（DSRNP）有机结合，在进一步提高编辑效率的基础上消除了单克隆细胞选择过程，从而使供体细胞培养时间从3-4周缩短到1周，显著降低了供体细胞发生凋亡和非整倍体染色体的比例。

为了验证RE-DSRNP在建立基因编辑克隆猪中的应用效果，研究人员以梅山猪为材料，利用RE-DSRNP系统对其WIP1基因进行了靶向编辑。结果表明，在获得的32头断奶基因编辑猪中，31头（97%）携带WIP1基因，15头（47%）为设计的DNA片段缺失纯合子型（-38 bp/-38 bp） ，所有的克隆猪均未检测到脱靶，且经WIP1编辑的猪表现出雄性生殖障碍。种公猪在生猪育种和商品化生产中起着举足轻重的作用，对母猪的繁殖力有着决定性的影响。本文首次构建了WIP1基因编辑猪繁殖模型，对于深入研究雄性繁殖机制具有重要意义。

RE-DSRNP介导的高效编辑系统及其在生成WIP1基因编辑猪模型中的应用|参考文献[2]

体细胞克隆基因编辑技术是目前繁殖基因编辑动物的主流技术，普遍用于动物育种和医学模型的开发。本文研发的RE-DSRNP系统能显著降低脱靶和非预期效应的影响，大大提高效率，缩短时间。有望促进猪及其他动物生物育种和医学模型的建立和发展，具有广阔的应用前景。在大型动物中，RE-DSRNP强大基因编辑性能及其产生SCNT供体细胞所需时间的显著减少，支持了其在快速产生非转基因克隆动物群体中的应用前景。

编译：四七

编辑：酥鱼

排版：尹宁流

图片来源：《怪诞小镇》

参考文献

[1] https：//www.eurekalert.org/news-releases/947576

[2] Xu， K。， Zhang， X。， Liu， Z。 et al。 A transgene-free method for rapid and efficient generation of precisely edited pigs without monoclonal selection。 Sci。 China Life Sci。 （2022）。 https：//doi.org/10.1007/s11427-021-2058-2

研究团队

通讯作者 李奎：博士生导师，教授。中国农业科学院一级岗位杰出人才，国家重大人才工程入选者，农业部有突出贡献中青年专家。主要围绕猪骨骼肌发育，猪基因组、猪基因工程、实验用小型猪及医学模型等方面进行理论和技术创新。主持国家重大科学研究计划（973），国家自然科学基金重点项目，国家科技重大专项重大课题等多项国家级科研项目。获国家技术发明二等奖1项（第一完成人），省部级科技奖励15项。授权国际专利2项，国家发明专利50余项。在国际刊物发表SCI论文150余篇。

课题组首页 http://www.agis.org.cn/index.htm

论文信息

发布期刊 《中国科学：生命科学》Science China Life Sciences

发布时间 2022年 1月28日

论文标题A transgene-free method for rapid and efficient generation of precisely edited pigs without monoclonal selection

（DOI： 10.1007/s11427-021-2058-2 ）