繼近日中國的科學家們采用CRISPR/Cas9方法成功構建出第一批攜帶定向突變的基因工程猴之后,來自云南省靈長類生物醫學重點實驗室、同濟大學醫學院等處的研究人員在2月13日的《細胞干細胞》(Cell Stem Cell)雜志上發表研究論文稱,通過一種叫做轉錄激活因子樣效應物核酸酶(TALENs)的基因編輯技術,獲得了出生即攜帶MECP2基因突變的雌性石蟹猴,這是采用TALENs技術構建出的首個非人類靈長類動物模型。
云南省靈長類生物醫學重點實驗室的季維智( Weizhi Ji )研究員、同濟大學醫學院的孫毅(Yi Eve Sun)教授以及李思光(Siguang Li)博士是這篇論文的共同通訊作者。
TALEN技術是一種新的靶向基因修飾技術,TALE蛋白的氨基酸序列與靶位點的核酸序列具有恒定的對應關系。研究者通過組合各類模塊,可針對任意核酸靶序列構建TALEN,在特異位點切割目標基因,產生雙鏈斷裂,進而對該位點進行多種DNA操作,如基因敲除、基因敲入、定點突變。
該技術成功解決了RNAi技術中knockdown效率低下的問題,同時克服了鋅指核酸酶(ZFN)技術篩選復雜、成本過高的缺點,也避免了 CRISPR/Cas9嚴重脫靶的現象,使靶向基因修飾變得更為高效和便捷。TALEN技術現已成功應用于動物(人類、鼠、、魚、家蠶等)、植物(煙草、水稻、擬南芥等)、微生物(酵母、病毒等),無基因序列、細胞類型和物種的限制利用。
以往,科學家們只能通過病毒介導的基因轉移來生成轉基因猴。在這項新研究中,研究人員通過采用顯微注射法將MECP2靶向TALEN質粒導入猴受精卵中,成功對MECP2進行了有效基因編輯,且未檢測到任何的脫靶突變。最終獲得了一只出生即攜帶MECP2突變的雌性猴,現在這只猴子已有幾個月大。
Rett綜合癥(Rett syndrome)是一種主要影響女孩的遺傳性疾病,臨床上具有自閉癥的特征,表現為進行性智力下降,孤獨癥行為,手的失用,刻板動作及共濟失調。X染色體上的MECP2基因調控缺陷是這一疾病的病因。目前沒有治愈Rett綜合癥的方法。
研究人員證實,這只猴子的胎盤、臍帶和皮膚之中均存在MECP2突變。作者們在文章中寫到:“到目前為止我們未在這種雌性猴身上觀察到任何的行為障礙。Rett綜合征的癥狀要到人類6-18個月時才會顯現。檢測這一表型有可能還需要一段較長的時間。”
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