近日，中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所動物基因工程與種質(zhì)創(chuàng)新科技創(chuàng)新團隊聯(lián)合深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所動物基因組研究中心，成功建立了一種名為報告RNA富集的雙引導RNA核蛋白（RE-DSRNP）的高效編輯技術(shù)體系，可用于快速制備無外源DNA基因編輯克隆豬，并利用該體系首次成功獲得了 WIP1 基因編輯的雄性繁殖障礙模型豬。相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國科學：生命科學（Science China:Life Sciences）》上。
基因編輯豬在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，然而，制備基因編輯豬的過程中還存在諸多問題。例如，難以快速獲得大量基因型一致的個體，質(zhì)粒DNA可能隨機整合到細胞的基因組，單克隆細胞篩選過程可能降低供體細胞的質(zhì)量等。
為了完善基因編輯豬的制備過程，研究人員使用雙引導RNA，提高了編輯精度和效率；使用核糖核蛋白編輯系統(tǒng)，成功避免了質(zhì)粒DNA整合到基因組的風險，實現(xiàn)了低脫靶、低毒、無外源DNA基因編輯；將報告RNA富集系統(tǒng)與雙引導RNA核蛋白（DSRNP）有機結(jié)合，建立了RE-DSRNP體系，可使核移植供體細胞的培養(yǎng)時間由3~4周縮短為1周，而且顯著降低了供體細胞發(fā)生凋亡和染色體異常的比例。為了驗證RE-DSRNP在創(chuàng)制基因編輯克隆豬上的應(yīng)用效果，研究人員以高繁殖力著稱的我國地方豬種——梅山豬為材料，利用RE-DSRNP體系靶向編輯 WIP1 基因。結(jié)果表明，在獲得的32頭斷奶克隆豬中，有31頭為 WIP1 基因編輯型，15頭為預(yù)期的38bp DNA片段缺失純合子類型，所有的克隆豬均未檢測到脫靶，且 WIP1 基因編輯豬表現(xiàn)出明顯的雄性繁殖障礙表型。
體細胞克隆基因編輯技術(shù)是目前動物生物育種和醫(yī)學模型研發(fā)的主流技術(shù)。該研究建立的RE-DSRNP體系，可顯著降低脫靶和非預(yù)期效應(yīng)，極大提高編輯效率，縮短制備時間，在豬和其他大動物的生物育種以及醫(yī)學模型研發(fā)方面應(yīng)用前景廣闊。此外，種公豬對母豬繁殖力具有決定性作用，在育種體系和商品生產(chǎn)中舉足輕重，該研究首次構(gòu)建了 WIP1 基因編輯豬模型，對于深入研究雄性繁殖機制具有重要意義。
該研究得到國家自然科學基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目資助。（通訊員 付松川）
