RIKEN 生物系統(tǒng)動力學研究中心 (BDR) 的研究人員成功創(chuàng)造了第一個基因工程有袋動物。這項發(fā)表在科學雜志《當代生物學》上的研究將有助于破譯僅在有袋動物中觀察到的獨特特征的遺傳背景。
轉(zhuǎn)基因動物，尤其是小鼠和大鼠，是研究生物過程的極其重要的工具。例如，研究人員經(jīng)常沉默基因以了解它們的正常功能是什么。由于有袋動物具有獨特的特征，因此研究它們需要開發(fā)具有代表性的動物模型。迄今為止，最好的選擇是負鼠，它被認為是所有有袋動物的祖先。作為第一個完成全基因組測序的有袋動物，負鼠是一種很好的模型動物，因為它的體型和繁殖特征與小鼠和大鼠相似。
與其他有袋動物一樣，負鼠具有其他哺乳動物所沒有的多種特征。它在沒有功能性胎盤的情況下發(fā)育，幼崽過早出生。與人類一樣，但與其他非有袋類哺乳動物不同，它僅通過暴露在紫外線下就會患上皮膚癌。與其他哺乳動物不同的是，脊髓損傷的新生負鼠幼崽具有自然愈合的能力。由于這些獨特的特征，研究有袋動物的生物學引起了人們的興趣。然而，如果沒有成熟的技術(shù)來對有袋動物進行基因改造，就很難分析它們的潛在遺傳學。現(xiàn)在，由理研 BDR 的 Hiroshi Kiyonari 領(lǐng)導的研究團隊正在利用新的基因編輯技術(shù)來推動負鼠研究。
基因組編輯需要系統(tǒng)地收集受精卵，因為基因組編輯的解決方案被注入到受精卵中。由于負鼠發(fā)情周期長，領(lǐng)地意識強，即使生活在一起，一對夫婦也需要一周左右的時間才能交配，因此很難系統(tǒng)地進行實驗。研究小組使用一種用于小鼠和其他實驗動物的激素來刺激雌性發(fā)情，并成功地顯著縮短了交配所需的時間。
需要將胚胎移植到代孕母親中以生成基因組編輯的受精卵。正如在小鼠和大鼠中所做的那樣，研究人員將受精卵轉(zhuǎn)移到可育雌性負鼠的子宮中，并成功獲得了幼崽。這是在有袋動物中建立胚胎移植技術(shù)的第一例。
通常使用細針將基因組編輯所需的溶液注入受精卵。然而，由于負鼠的受精卵被一層厚厚的蛋白質(zhì)和堅硬的殼狀結(jié)構(gòu)包圍，注射針無法穿透它。“我們成功的秘訣之一，”Kiyonari 解釋說，“是使用壓電元件和針頭，這使得針頭能夠穿透雞蛋周圍的硬殼層和厚層。因此，壓電使注射成為可能受精卵沒有明顯損傷。”
標簽： 基因組編輯
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