科學(xué)家創(chuàng)造了第一個基因工程有袋動物
針對負(fù)責(zé)制造身體色素的基因的基因組編輯產(chǎn)生了白化病后代，這表明基因工程在有袋動物中是成功的
9/11世界貿(mào)易中心救援/康復(fù)人員的前列腺癌風(fēng)險(xiǎn)高24%
在線發(fā)表在《職業(yè)與環(huán)境醫(yī)學(xué)》雜志上的研究發(fā)現(xiàn)，在 2001 年世界貿(mào)易中心遭到襲擊后，9/11 救援和恢復(fù)工作人員患前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)增加了 24%，其中最早響應(yīng)者的風(fēng)險(xiǎn)最高 。
關(guān)聯(lián)產(chǎn)品: 原子力顯微鏡
RIKEN 生物系統(tǒng)動力學(xué)研究中心 (BDR) 的研究人員成功地創(chuàng)造了第一個基因工程有袋動物。這項(xiàng)發(fā)表在科學(xué)雜志《 當(dāng)代生物學(xué)》上的研究將有助于破譯僅在有袋動物身上觀察到的獨(dú)特特征的遺傳背景。
轉(zhuǎn)基因動物，特別是小鼠和大鼠，是研究生物過程的極其重要的工具。例如，研究人員經(jīng)常讓基因沉默，以了解它們的正常功能是什么。由于有袋動物具有獨(dú)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(fù)鼠，它被認(rèn)為是所有有袋動物的祖先。負(fù)鼠是第一個對其全基因組進(jìn)行測序的有袋動物，它是一個很好的模型動物，因?yàn)樗拇笮『头敝程卣髋c小鼠和大鼠相似。
與其他有袋動物一樣，負(fù)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，但與其他非有袋哺乳動物不同，它僅因暴露于紫外線而患皮膚癌。與其他哺乳動物不同的是，患有脊髓損傷的新生負(fù)鼠幼崽具有自然自愈的能力。由于這些獨(dú)特的特征，研究有袋動物的生物學(xué)正在引起人們的興趣。然而，如果沒有成熟的技術(shù)來對有袋動物進(jìn)行基因改造，就很難分析它們的潛在遺傳學(xué)。現(xiàn)在，由 RIKEN BDR 的 Hiroshi Kiyonari 領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組正在利用新的基因編輯技術(shù)來推動負(fù)鼠研究。
基因組編輯需要系統(tǒng)收集受精卵，因?yàn)榛蚪M編輯的溶液被注入受精卵。由于負(fù)鼠發(fā)情周期長，領(lǐng)土意識強(qiáng)，一對夫婦即使同居也需要一周左右的時間才能交配，難以系統(tǒng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。研究小組使用一種用于小鼠和其他實(shí)驗(yàn)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才能產(chǎn)生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)移到可生育雌性負(fù)鼠的子宮中，并成功獲得了幼崽。這是第一個在有袋動物身上建立胚胎移植技術(shù)的案例。
通常使用細(xì)針將基因組編輯所需的溶液注入受精卵。但是，由于負(fù)鼠的受精卵被一層厚厚的蛋白質(zhì)和堅(jiān)硬的殼狀結(jié)構(gòu)所包圍，注射針無法穿透它?！拔覀兂晒Φ脑E竅之一，”Kiyonari 解釋說，“是在針頭上使用壓電元件，這使得針頭可以穿透雞蛋周圍的硬殼涂層和厚層。因此，壓電使注入受精卵而不會造成重大損害成為可能?！?/p>
為了確認(rèn)整體方法，研究人員針對一種負(fù)責(zé)制造身體色素的基因。當(dāng)這個基因被破壞時，色素就不能產(chǎn)生，皮膚就會失去顏色。從這個實(shí)驗(yàn)中獲得的一些后代是白化的，他們的基因被下一代遺傳了，因此，這代表了有袋動物第一次成功的基因編輯。
現(xiàn)在該過程已經(jīng)建立，研究人員可以專注于回答他們關(guān)于有袋動物生物學(xué)的所有問題?！坝写鼊游锎砹巳齻€現(xiàn)存的哺乳動物亞類之一，具有許多其他哺乳動物所不具備的獨(dú)特特征。在這個概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中建立了技術(shù)后，未來的研究可以創(chuàng)造轉(zhuǎn)基因有袋動物，這將影響哺乳動物胚胎學(xué)、基因組印記、繁殖、神經(jīng)生物學(xué)、免疫遺傳學(xué)、癌癥生物學(xué)甚至比較進(jìn)化等領(lǐng)域，”Kiyonari 說。