使用CRISPR技术首次开发抗结核病的奶牛

据开放获取期刊Genome Biology发表的最新研究报告，CRISPR / Cas9基因编辑技术首次成功用于成功生产对牛结核病具有更高抗性的活牛。来自中国陕西西北农林科技大学兽医学院的研究人员使用CRISPR基因编辑技术的修改版本将一个新基因插入到牛基因组中，没有检测到对动物遗传的目标效应(a使用CRISPR创建转基因动物时的常见问题。

该研究的主要作者张勇博士说：“我们使用一种名为CRISPR / Cas9n的新型CRISPR系统成功地将一种名为NRAMP1的结核抗性基因插入到牛基因组中。然后我们能够成功地开发出来。奶牛对结核病的抵抗力增强。重要的是，我们的方法对母牛遗传没有产生任何脱靶效应，这意味着我们采用的CRISPR技术可能更适合用有目的操作的遗传学生产转基因家畜。“

近年来，CRISPR技术已经在实验室中广泛使用，因为它是修改遗传密码的准确且相对容易的方法。然而，有时遗传密码的无意改变作为脱靶效应发生，因此找到减少这些的方法是基因组学研究的优先事项。

张博士解释说：“当你想在哺乳动物基因组中插入一个新基因时，难以找到插入基因的基因组中的最佳位置。你必须通过基因组搜寻，寻找你认为会有的区域对邻近的其他基因的影响最小。我们采用细致和方法学的方法来确定最适合基因插入的区域，我们发现它对牛基因组没有可检测的脱靶效应“。

研究人员使用CRISPR / Cas9n技术将NRAMP1基因插入牛胎儿成纤维细胞基因组中 - 这是一种来自雌性奶牛的细胞。然后在称为体细胞核移植的过程中将这些细胞用作供体细胞，其中携带新基因的供体细胞的细胞核被插入来自雌性母牛的卵细胞(称为卵子)中。Ova在实验室中被培育成胚胎，然后转移到母牛中进行正常的妊娠周期。还使用标准CRISPR / Cas9技术进行实验作为比较。

使用CRISPR插入新基因的总共11只小牛能够评估对结核病的抗性和任何脱靶遗传效应。对小牛的遗传分析表明，NRAMP1已经成功地整合到所有小牛的目标区域的遗传密码中。使用新的CRISPR / Cas9n技术插入基因的小牛中没有一个具有任何可检测的脱靶效应，而所有带有插入先前使用的CRISPR / Cas9技术的基因的小牛都有。

当小牛暴露于牛分枝杆菌，导致牛结核病细菌，研究人员发现，转基因动物显示由血液样本中的感染标准标记物测定的细菌增加的阻力。他们还发现，在实验室测试中，从小牛身上采集的白细胞对牛分枝杆菌暴露的抵抗力更强。

张博士说：“我们的研究首次证明了CRISP / Cas9n系统可以用来制造没有可检测的脱靶效应的转基因家畜。我们的工作导致在牛基因组中发现了一个有用的位置，可以针对性利用这种基因编辑技术成功插入有利于农业牲畜的新基因。“