CRISPR/Cas9介导鸡DF-1细胞TOP1基因敲除揭示其在凋亡调控与基因组稳定性中的关键作用

研究人员通过CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建鸡DF-1细胞TOP1基因敲除模型，揭示拓扑异构酶I（TOP1）缺失会显著提升细胞凋亡率，激活DNA损伤标志物γH2AX及凋亡相关基因（Caspase 8、BRCA1）。该研究为禽类合成致死策略开发提供理论依据，有望应用于家禽性别控制技术，推动无扑杀伦理养殖发展。

　　

这项突破性研究利用CRISPR/Cas9基因剪刀技术，在鸡胚成纤维细胞(DF-1)中精准敲除拓扑异构酶I（TOP1）基因。实验设计了三组向导RNA(sgRNA)，通过脂质体递送系统实现高达50%的敲除效率，经T7核酸内切酶I(T7E1)检测和桑格测序验证，且未发现脱靶效应。

功能分析显示，TOP1的缺失如同拆除细胞的"基因组维稳工程师"，导致DNA损伤标志物γH2AX⁺细胞比例激增，凋亡执行者Caspase 8和乳腺癌易感基因BRCA1显著上调。这些发现证实TOP1是维持禽类体细胞基因组稳定的关键守门人，其功能缺失会引发"DNA损伤-凋亡"级联反应。

虽然未直接验证合成致死(Synthetic Lethality)策略在家禽性别控制中的应用，但该研究为未来开发革命性技术埋下伏笔——通过靶向编辑原始生殖细胞(PGCs)中TOP1基因，或可实现"只生母鸡"的养殖愿景。不过研究者也坦言，如何将基因编辑工具精准递送至PGCs，仍是亟待攻克的技术壁垒。这项研究不仅为禽类生物技术开辟新思路，更为解决每年数十亿雏鸡扑杀的伦理困境提供了分子层面的解决方案。