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对“优秀雄性”进行基因编辑以提高动物育种质量
来源 | 国科农研院(ID:GLOCON-AGRI-INST)
编译 | 王巍
为了育成更理想的可供食用生产的牲畜,例如抗病性增强,肉类和奶制品质量或耐热性提升等,养殖者采用了选择性育种或更先进的技术,例如人工授精等。科学家在一项新研究中指出,这种方法虽然可取但有其局限性,现在可以通过使用CRISPR技术进行基因编辑来完美的解决这一问题。
在过去的30年里,人口急剧增长,粮食的供应量虽然有所增加,但仍有8亿人处于营养不良的状态,其中的大多数生活在发展中国家。在粮食缺乏的地区,反刍动物(绵羊和山羊等)则是作为主要的蛋白来源。但是,尽管牲畜数量已相对满足了我们不断增长的营养需求,但仍有很大的提升空间。
在过去的六年中,华盛顿州立大学、犹他州立大学、马里兰大学和英国爱丁堡大学的罗斯林研究所的研究人员开展了一项国际科学合作,致力于通过利用基因编辑技术加速和改善牲畜食品生产。在一项新的研究中,研究人员称已经创造出了猪、山羊和牛等可以充当“代父”——产生的精子只携带“精英”捐赠动物的基因特征。在此背景下,“精英”指的是具有遗传特性的动物,这些遗传特性使它们更能抵抗疾病,并在食物生产方面产生具有理想特征的后代。
华盛顿州立大学兽医学院的生殖生物学家Jon Oatley说:“通过这项技术,我们可以更好地传播优良性状并提高食品生产效率,对解决全球粮食安全问题具有重大影响。如果这一技术得到推广使用,那将意味着可以在喂养牲畜同时减少水、饲料和抗生素的使用。
Oatley及其同事使用CRISPR-Cas9繁殖了缺失NANOS2基因的小鼠、猪、山羊和牛。该基因编码着雄性育性(即精子产生)的相关蛋白。缺少该基因的雄性动物是不育的但体质健壮。随后,科学家们从其他动物的睾丸中移植了产生精子的细胞。因此,该雄性不育的动物便产生了具有供体遗传物质的精子。通过这一技术产生的代孕小鼠生出了健康的后代,这些后代携带了供体小鼠的基因。目前,研究人员还培育了不育的雄性猪、山羊和牛,但这些大型动物还未完成交配。
养殖者经常使用人工授精来培育具有最理想遗传特征的牲畜。但是,这是一项昂贵的繁殖技术,需要接近动物或严格控制它们的活动。对山羊来说,人工授精更具挑战性,有时甚至需要外科手术来辅助完成。
使用这项研究可以在解放牧场主和牧民的同时还能让可以动物自由地活动。NANOS2基因缺失的雌性仍然可育,因此它们可以用于生育不育的雄性以用来替代父本。话虽如此,由于法规以及公众的认知限制,目前这种方法实现商业化还需要继续开发。
目前相关的研究结果已经发表在《美国国家科学院院刊》上。
原文链接:
https://www.zmescience.com/science/gene-editing-goat-8543/
注:本文转载自国科农研院(ID:GLOCON-AGRI-INST),授权请联系出处。
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