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(科技處)日前，Nature/news報(bào)道了延邊大學(xué)尹熙俊教授團(tuán)隊(duì)的研究成果，報(bào)道題目為“Super-muscly pigs created by small genetic tweak”（通過基因小范圍改良生產(chǎn)超級(jí)瘦肉型豬, Nature 523,13-14 02 July 2015 doi:10.1038/523013a）。此項(xiàng)創(chuàng)新性成果是由我校尹熙俊教授課題組與首爾國(guó)立大學(xué)Jin-Soo Kim團(tuán)隊(duì)合作完成。《Nature》雜志是國(guó)際上最具影響力的學(xué)術(shù)期刊之一。其發(fā)表的論文代表了某一重要科學(xué)問題的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，具有近期和遠(yuǎn)期的重要影響，此次為我校首次在Nature News上報(bào)道的科研成果。

Nature 報(bào)道，比利時(shí)藍(lán)牛是比利時(shí)肉牛的當(dāng)家品種,經(jīng)過數(shù)十年的培育發(fā)展成為擁有雙肌基因,肌肉發(fā)達(dá)、體形健碩的“健美牛”。研究團(tuán)隊(duì)利用新一代基因組編輯技術(shù)及體細(xì)胞核移植技術(shù)，不依賴于外源DNA序列的導(dǎo)入，模擬大動(dòng)物肌肉生長(zhǎng)抑制素基因(Myostatin，MSTN)的自然突變，獲得雙肌性狀公豬，其均表現(xiàn)出肌肉超表達(dá)特征，這種雙肌性狀豬可能將成為第一批被批準(zhǔn)用于人類可食用的基因改良動(dòng)物。

MSTN是骨骼肌生長(zhǎng)發(fā)育的負(fù)調(diào)控因子，其活性的喪失表現(xiàn)為動(dòng)物的“雙肌”性狀，在自然界中已發(fā)現(xiàn)MSTN基因突變的牛、羊，犬， 人等。其中，突變牛已選育成新的肉牛品種，被世界數(shù)十個(gè)國(guó)家引進(jìn)作為雜交改良的終端父本，該牛肉肉質(zhì)柔軟、脂肪及膽固醇含量低、蛋白質(zhì)含量高，稱為“心臟有益牛肉”很受歐美國(guó)家消費(fèi)者青睞。然而，在自然界中尚未發(fā)現(xiàn)MSTN基因突變的豬。為引入MSTN突變，研究團(tuán)隊(duì)利用TALEN基因編輯技術(shù)，通過構(gòu)建與核酸內(nèi)切酶的融合蛋白,在特異位點(diǎn)打斷目標(biāo)基因DNA序列,從而可在該位點(diǎn)進(jìn)行DNA編輯修飾操作,如knock-out、knock-in、堿基替換、點(diǎn)突變或基因修飾等。

該研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)建能高效敲除MSTN基因的質(zhì)粒通過電轉(zhuǎn)染法轉(zhuǎn)染豬胎兒成纖維細(xì)胞，磁珠分選陽性細(xì)胞作為供體細(xì)胞，化學(xué)輔助去核方法去核后進(jìn)行體細(xì)胞核移植；經(jīng)胚胎移植確定妊娠后取出胎兒進(jìn)行基因測(cè)序，以MSTN雙側(cè)基因敲除胎兒細(xì)胞作為供體細(xì)胞再次進(jìn)行體細(xì)胞核移植，獲得32頭雙肌性狀豬（其中13頭存活到8個(gè)月）。本研究中基因敲除質(zhì)粒的構(gòu)建以及基因測(cè)序是由Pro. Kim團(tuán)隊(duì)承擔(dān)，延邊大學(xué)尹熙俊教授團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)基因轉(zhuǎn)染，體細(xì)胞克隆及克隆動(dòng)物的生產(chǎn)和管理。

德國(guó)Friedrich Loeffle研究所基因編輯工具領(lǐng)域的資深研究者Heiner Niemann稱，該豬表現(xiàn)出典型的雙肌動(dòng)物性狀，這類動(dòng)物的典型特征是背臀肌肉發(fā)達(dá)。

尹熙俊教授介紹說，雖然生產(chǎn)出的雙肌性狀豬具有其他雙肌性狀動(dòng)物普遍存在的管理難題，如難產(chǎn)、仔豬成活率低等一系列問題，但可用于建立新概念瘦肉型品種，提高瘦肉率、肉品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益,達(dá)到產(chǎn)業(yè)化目的。

新一代基因編輯應(yīng)視為是在傳統(tǒng)誘變育種的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的新技術(shù)，在安全性上與傳統(tǒng)的誘變育種技術(shù)更具有可比性—兩者在本質(zhì)上都相當(dāng)于人工誘變技術(shù)，都只是加速了自然突變的進(jìn)程。而這項(xiàng)新的育種技術(shù)比傳統(tǒng)的誘變育種精確性更高、周期更短。由于該項(xiàng)新技術(shù)可以不依賴于外源DNA序列的導(dǎo)入，通過該技術(shù)獲得的遺傳修飾的生物材料，實(shí)際上與自然界長(zhǎng)期進(jìn)化形成的各類天然多態(tài)性個(gè)體相比不存在本質(zhì)區(qū)別。目前美國(guó)政府已于2012年批準(zhǔn)了首個(gè)基因組定向修飾獲得的植物材料，可以直接作為常規(guī)品種進(jìn)行田間評(píng)價(jià)。

康錦丹博士是尹熙俊教授團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的主要研究人員，是該研究成果的主要完成人之一。

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http://www.nature.com/news/super-muscly-pigs-created-by-small-genetic-tweak-1.17874