赖良学教授连发CRISPR研究成果

　　

生物通报道：CRISPR这种于2007年发现的一种细菌抵御病毒的特殊防御机制，经过了2012年的机制阐述，2013年的崭露头角，以及2014年的技术备受推崇之后，迎来了最为激动人心的发展——技术在临床上的转化。2016年开年短短的半个月时间里，CRISPR在多种疾病治疗中大显身手。详情阅读：2016开年CRISPR技术大爆发。

中国的科学界正在大胆地推进遗传重组动物的相关研究工作。尽管一些科学家表示担心会出现伦理学问题，但在中国，新的狗、山羊、猴和猪品种正在快速地被制造出来。11月18日，Nature网站以“China's bold push into genetically customized animals”为题对当前中国的CRISPR基因编辑研究工作状况进行了全方位的报道，相关新闻：Nature关注中国CRISPR基因编辑研究。

其中，来自中科院广州生物医药与健康研究院的研究员、吉林大学畜牧兽医学院院长赖良学教授带领的研究小组，将目前热门的CRISPR技术应用于转基因动物研究，先后取得了一系列重要成果，相继发表在《Journal of Molecular Cell Biology》、《PLOS ONE》和《Scientific Reports》等国际学术期刊。

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2015年10月，赖良学博士联合南京大学模式动物研究所、广州医药研究总院等科研单位，共同建立了犬类基因打靶技术，培育了世界上首例基因敲除的犬类动物模型。其研究成果以“Generation of gene-target dogs using CRISPR/Cas9 system”为题于10月12 日在线发表在《Journal of Molecular Cell Biology》杂志。赖良学教授与南京大学模式动物研究所高翔教授、广州医药研究总院主任药师应军，为该论文的共同通讯作者。这项研究首次证明，向胚胎中单次注射一个特定基因相应的Cas9 mRNA和sgRNA，连同自体胚胎移植策略，可以有效地产生位点特异性基因组修饰的犬类。这种方法不仅大大方便了生物医学研究中新犬类模型的构建，而且业有助于我们制备具有良好性状的新犬类品系，用于其他用途。相关新闻：南京大学模式动物研究所在建立基因敲除的犬类动物模型研究中取得重要成果 。

今年1月16日，来自中科院广州生物医药与健康研究院、吉林大学和云南农业大学的研究人员，在国际著名综合性学术刊物《PLOS ONE》发表的一项研究中，通过CRISPR/Cas9介导的基因组编辑，制备了携带Oct4-tdTomato报告基因的基因敲入猪。中科院广州生物医药与健康研究院的赖良学、Qingjian Zou和云南农业大学的曾养志教授是本文共同通讯作者。在这项研究中，研究人员构建了一个猪Oct4的报告系统，其中内源性Oct4启动子可直接控制红色荧光蛋白（RFP）。通过同源重组（HR），研究人员将2A-tdTomato序列插入并替换猪Oct4基因的终止密码子。因此，荧光能准确地显示内源性Oct4的激活。利用CRISPR/Cas9系统，研究人员获得了在内源性Oct4基因启动子下游具有tdTomato基因敲入的猪胎儿成纤维细胞（PFF）系。转基因的PFFs可被用作体细胞核移植（SCNT）的供体细胞。研究人员在SCNT胎儿的囊胚和生殖嵴中，检测到了强大的RFP表达。通过SCNT，研究人员也制备了两只有生命力的转基因猪。相关新闻：我科学家用CRISPR制备基因敲入猪。相关新闻：我科学家用CRISPR制备基因敲入猪。

1月19日的，赖良学教授带领的研究小组又在Nature子刊《Scientific Reports》发表题为“Conversion of embryonic stem cells into extraembryonic lineages by CRISPR-mediated activators”的研究成果。在这项研究中，研究人员通过CRISPR介导的激活剂，增强了内源性基因Cdx2和Gata6的表达，从而将小鼠胚胎干细胞（ESCs）直接转换成两个胚胎外谱系，即典型的滋养层干细胞（TSC）和胚胎外内胚层细胞（XENCs），它们表现出囊胚胚胎外谱系来源的TSC或XENC的特性，如细胞形态、特定的基因表达和体内外分化能力。这项研究表明，我们可以用CRISPR介导的激活剂，直接激活特定的内源基因表达，从而有效地控制细胞的命运。

（生物通：王英）

注：赖良学，中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员，吉林大学畜牧兽医学院院长/教授，博士生导师，华南干细胞与再生医学研究所副所长。主要研究领域：人和动物胚胎干细胞的分离培养、转基因动物的建立、动物克隆及人类治疗性克隆、体外受精及其影响因素。赖良学博士在美国密苏里大学动物中心实验室采用基因敲除技术首次实现了人类培育“基因敲除”克隆猪，科学界普遍认为“这是向异种器官移植迈出的关键一步”，为人类的器官移植开辟了新天地。先后在《Science》、《Nature Biotechnology》等国际影响力期刊上发表论文多篇，获得国家级、省级专利多项。

生物通推荐原文：
Generation of gene-target dogs using CRISPR/Cas9 system. J Mol Cell Biol. 2015 Dec;7(6):580-3. doi: 10.1093/jmcb/mjv061. Epub 2015 Oct 12.

Generation of Knock-In Pigs Carrying Oct4-tdTomato Reporter through CRISPR/Cas9-Mediated Genome Engineering. PLoS One. 2016 Jan 12;11(1):e0146562. doi: 10.1371/journal.pone.0146562. eCollection 2016.

Conversion of embryonic stem cells into extraembryonic lineages by CRISPR-mediated activators. Sci Rep. 2016 Jan 19;6:19648. doi: 10.1038/srep19648.