TUM的研究人员已经展示了一种有效研究农场动物抗病或生物医学问题的分子机制的方法。研究人员现在能够将特定的基因突变引入所需的器官,甚至可以纠正现有的基因,而无需为每个目标基因创建新的动物模型。这减少了研究所需的动物数量。
CRISPR/Cas9可以实现所需的基因操作
CRISPR/Cas9是一种重写DNA信息的工具。使用这种方法可以使基因失活或特异性修饰。CRISPR/Cas9系统由两个部分组成。
gRNA(向导RNA)是一个短序列,它与待修饰基因的DNA片段特异性结合。Cas9核酸酶,实际的“基因剪刀”,与gRNA结合并切割目标DNA的相应部分。这种切割激活修复机制,可以使基因功能失活或合并特定突变。
整合基因剪刀的健康鸡和猪
“生成的动物提供了基因剪刀,Cas9蛋白,就像它们一样。因此,我们所要做的就是引入引导rna,以获得具有特定遗传特征的动物,”TUM生殖生物技术教授Benjamin Schusser解释说。“这些动物的最初一代花了大约三年的时间。Cas9现在可以用于动物发育的所有阶段,因为体内的每个细胞都永久拥有Cas9蛋白。我们已经成功地将这项技术应用于鸡胚胎和生猪身上。”
因此,研究人员生产的健康鸡和猪在所研究的所有器官中都含有Cas9核酸酶。这在生物医学和农业研究中特别有用。
对抗病毒或癌症疾病的分析工具
猪被用作人类的疾病模型,因为与小鼠(目前是一种常见的疾病模型)相比,猪的解剖学和生理学与人类更相似。因此,改良的猪可能有助于更好地了解人类致癌的机制。潜在的人类新疗法也可以在动物模型中进行测试。
“由于细胞中Cas9的存在,这一过程大大加快和简化了,”慕尼黑工业大学家畜生物技术教授Angelika Schnieke说。“例如,配备cas9的动物使特异性灭活肿瘤相关基因和模拟癌症发展成为可能。”
Cas9猪和鸡使研究人员能够测试哪些基因可能直接参与动物抗病等特征的形成。“CRISPR/Cas9系统的机制也可能对利用DNA病毒对抗感染有用。最初的细胞培养实验表明,这已经对禽疱疹病毒起作用,”Schusser教授说。
生物医学和农业研究的重要资源
Schnieke教授指出:“我们表达cas9的鸡和猪代表了生物医学和农业科学中基因组编辑的创新资源,但除此之外,这些动物也可供其他研究小组使用。因此,对活体动物进行高效的基因组编辑有可能显著推进生物医学和农业研究。”
故事来源:
材料所提供的慕尼黑工业大学(TUM)。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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