英国研究机构用基因编辑造出 “超级猪”

来源:科学网 / 作者: / 2017-02-28
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英国科学家通过 “基因编辑” 技术培育出一种 “超级猪”,可抵御对猪来说致命的“蓝耳病” 病毒。

上述研究来自英国爱丁堡大学(The University of Edinburgh )的罗斯林研所(The Roslin Institute)首席研究员 Alan Archibald 教授的研究团队,该研究团队的论文于 2 月下旬发表在公共科学图书馆 - 病原体(PLoS Pathogens)期刊上。此外,罗斯林研究所还曾培育出世界上第一只克隆羊多利。

“蓝耳病” 是猪繁殖与呼吸障碍综合症(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome,PPRRS)的俗称,是由一种名为 PRRS 的病毒引发的。这种病毒只感染猪,各种品种、不同年龄段的猪都会感染,但以妊娠母猪和 1 月龄以内的小猪最易感,容易导致母猪流产、死胎,小猪有呼吸道疾病等。PRRS 是一种急性高致死性疫病,其 RNA 基因组易变异,常规的疫苗设计策略难以产生理想的免疫效果,且相关疫苗大多数并不能阻止病毒传播,病毒会迅速发展。因此,这种疾病是养猪者面临的最大挑战之一。仅仅在欧洲,这种疾病每年会给养猪场带来超 15 亿欧元的损失。

PRRS 病毒具有严格的宿主专一性,仅限于单核细胞 / 巨噬细胞等先天免疫系统的特定细胞亚群。CD163 是猪繁殖与呼吸综合征感染易感细胞受体,是仅在单核细胞 / 巨噬细胞系统细胞膜上发现的跨膜分子,其是清道夫受体家族成员。以前的研究发现,因为 CD163 具有特殊的结构,符合 PRRS 病毒的特定需要,可以使 PRRS 病毒自己与宿主细胞间膜融合,进一步释放病毒遗传信息到细胞质实现成功的感染。

该研究团队通过基因编辑技术 CRISPR-Cas9 敲除了 CD163 基因的一个外显因子,使得 PRRS 病毒无法与其结合,进而使猪对 PRRS 病毒起到免疫的效果。该研究团队发现猪在正常饲养的情况下是健康的,而且 CD163 的其他生物功能也是完整的。同时,该研究团队从这些猪中分离了多种单核细胞和巨噬细胞,发现它们完全可以抵抗 PRRS 病毒的感染。

Archibald 称,“通过降低传染病造成的浪费和损失,以及减少疾病负担来提高动物福利来保障人类食物的安全,基因编辑对此提供了更多的机会。研究结果使我们更接近实现目标,并能专门解决全球养猪业最严重的传染病问题。”

罗斯林研究所临时总监 Bruce Whitelaw 教授说:“这个由英国生物技术与生物科学研究理事会(BBSRC)和业界资助的项目,我们从 CD163 基因中删除了一个外显子,其也证明了基因组编辑的精确程度。使用这种技术可以改善动物健康和生产力,是一个令人兴奋的方法。”

英国雷丁大学(University of Reading)病毒学教授 Ian Jones 称,作者已删除了部分病毒受体,也就是病毒用于启动感染的细胞的门户。如果病毒不能进入,那么就可以预防疾病了。不过,其也表示,这种方法想要被公众和市场接受还需要时间,同时他也担心 PRRS 病毒会突变采用其他受体,获得访问细胞的一个 “后门”。

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