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为解决牛奶中 BLG 致过敏问题,研究人员用 CBEs 开展相关研究,成功降低奶牛 BLG 表达,助力低敏乳制品开发。
β- 乳球蛋白(BLG)是牛奶中存在的一种过敏原,能在某些个体中诱发急性免疫反应。胞嘧啶碱基编辑器(CBEs)的成功应用可以在提前的信使核糖核酸(mRNA)中引入终止密码子,进而培育出基因被破坏的动物,这些基因原本对目标性状起到负调控作用。在这项研究中,研究人员采用 CBE 系统,以奶牛胚胎、乳腺上皮细胞和活体奶牛中的主要牛奶过敏原 BLG 为靶点开展研究。首先,通过设计有效的单向导核糖核酸(sgRNA),在奶牛胚胎的 BLG 基因编码区诱导 c.61C>T 替换,将第 21 位谷氨酰胺密码子(p.21Gln)转变为提前终止密码子,实现了 BLG 基因的精确单碱基编辑。桑格测序显示,编辑效率达到 83.3%(24 个胚胎中有 20 个),其中包含两个纯合编辑。其次,利用相同的 CBE 系统构建了携带 BLG 编辑的奶牛乳腺上皮细胞系。测序结果表明,设计的 sgRNA1 能够使三个连续的胞嘧啶(c.59 - 61CCC)同时转变为胸腺嘧啶(TTT)。在 c.61 位点,单细胞克隆呈现单等位基因或双等位基因编辑(BLGc.61C>T),在 c.59 和 c.60 位点为单等位基因编辑(CC>TT)。基因表达分析证实,即使在单等位基因编辑的细胞中,BLGc.61C>T突变也能在信使核糖核酸(mRNA)和蛋白质水平有效抑制 BLG 的表达。最后,研究人员成功培育出杂合 BLGc.61C>T单碱基编辑奶牛,尽管该奶牛为杂合子,但其乳腺上皮细胞和牛奶中的 BLG 表达显著降低。总体而言,这项研究证明了利用 CBEs 破坏奶牛中 BLG 表达的可行性,为生产低敏乳制品的应用奠定了基础。