來源： 我是科學家iScientist

基因編輯豬具有重要的農業和生物醫學應用價值。然而，在基因編輯豬的生產過程中還存在一些麻煩：（1）很難快速獲得大量具有相同基因型的豬；（2）質粒DNA可能會被隨機整合到目標細胞的基因組中；（3）單克隆選擇過程可能降低供體細胞的質量。

最近，中國農業科學院深圳動物科學研究所和農業基因組研究所的研究人員在《中國科學：生命科學》雜誌上發表了一篇題爲“一種非轉基因的方法，無需單克隆選擇即可快速有效繁殖基因編輯豬”的研究論文。他們開發了一種高效的RNA編輯技術體系，名爲報告RNA富集的雙引導RNA核蛋白（RE-DSRNP），用於快速構建無外源DNA基因編輯的克隆豬，並應用此方法通過編輯WIP1基因建立了豬雄性生殖障礙模型。

爲了提高編輯的準確性和效率，本文采用了雙引導RNA技術，利用CRISPR-Cas9核糖核蛋白（RNP）編輯系統進行無基因編輯，成功避免了質粒DNA隨機整合到基因組的風險，並且具有低脫靶效應和更低的毒性。本研究還將報告RNA富集系統與雙引導RNA核蛋白（DSRNP）有機結合，在進一步提高編輯效率的基礎上消除了單克隆細胞選擇過程，從而使供體細胞培養時間從3-4周縮短到1周，顯著降低了供體細胞發生凋亡和非整倍體染色體的比例。

爲了驗證RE-DSRNP在建立基因編輯克隆豬中的應用效果，研究人員以梅山豬爲材料，利用RE-DSRNP系統對其WIP1基因進行了靶向編輯。結果表明，在獲得的32頭斷奶基因編輯豬中，31頭（97%）攜帶WIP1基因，15頭（47%）爲設計的DNA片段缺失純合子型（-38 bp/-38 bp） ，所有的克隆豬均未檢測到脫靶，且經WIP1編輯的豬表現出雄性生殖障礙。種公豬在生豬育種和商品化生產中起着舉足輕重的作用，對母豬的繁殖力有着決定性的影響。本文首次構建了WIP1基因編輯豬繁殖模型，對於深入研究雄性繁殖機制具有重要意義。

RE-DSRNP介導的高效編輯系統及其在生成WIP1基因編輯豬模型中的應用|參考文獻[2]

體細胞克隆基因編輯技術是目前繁殖基因編輯動物的主流技術，普遍用於動物育種和醫學模型的開發。本文研發的RE-DSRNP系統能顯著降低脫靶和非預期效應的影響，大大提高效率，縮短時間。有望促進豬及其他動物生物育種和醫學模型的建立和發展，具有廣闊的應用前景。在大型動物中，RE-DSRNP強大基因編輯性能及其產生SCNT供體細胞所需時間的顯著減少，支持了其在快速產生非轉基因克隆動物羣體中的應用前景。

編譯：四七

編輯：酥魚

排版：尹寧流

圖片來源：《怪誕小鎮》

參考文獻

[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

研究團隊

通訊作者 李奎：博士生導師，教授。中國農業科學院一級崗位傑出人才，國家重大人才工程入選者，農業部有突出貢獻中青年專家。主要圍繞豬骨骼肌發育，豬基因組、豬基因工程、實驗用小型豬及醫學模型等方面進行理論和技術創新。主持國家重大科學研究計劃（973），國家自然科學基金重點項目，國家科技重大專項重大課題等多項國家級科研項目。獲國家技術發明二等獎1項（第一完成人），省部級科技獎勵15項。授權國際專利2項，國家發明專利50餘項。在國際刊物發表SCI論文150餘篇。

課題組首頁 http://www.agis.org.cn/index.htm

論文信息

發佈期刊 《中國科學：生命科學》Science China Life Sciences

發佈時間 2022年 1月28日

論文標題A transgene-free method for rapid and efficient generation of precisely edited pigs without monoclonal selection

（DOI： 10.1007/s11427-021-2058-2 ）