廣州生物院合作獲得世界首例ROSA26基因打靶豬模型

　　中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員、吉林大學動物醫學學院教授賴良學博士與美國密西根大學教授王忠合作，獲得了世界首例ROSA26定點基因敲入豬模型。利用該模型豬，成功地實現重組酶介導的基因交換，從而解決了一直困擾轉基因豬研究領域的效率低下、表型不確定的問題，該成果的獲得將極大地推動轉基因豬在農業和醫學方面的應用。研究成果于2月7日在線發表在Cell Research上。

　　轉基因豬在農業新品種培育和生物醫藥研究中具有非常重要的應用價值。長期以來由于缺乏豬胚胎干細胞，轉基因豬的制備主要依賴于體細胞基因修飾和體細胞核移植技術。目前對體細胞的基因修飾主要通過將外源基因隨機插入豬基因組，因此外源基因在豬基因組中的整合位點和拷貝數不可控，從而導致外源基因豬體內表達不穩定，轉基因豬個體之間表型不均一，因此限制了轉基因豬的培育與應用。

　　該研究團隊首先在豬基因組中找到了一個特殊基因位點：ROSA26，處在這個位點后的基因會廣泛表達于所有組織和細胞中。在過去的20年中，通過對小鼠Rosa26基因位點的修飾，獲得了一系列Rosa26小鼠模型，并在發育生物學以及干細胞研究中發揮了巨大的作用，目前該位點僅在人胚胎干細胞和大鼠中被鑒定和修飾，尚未在大動物中發現及應用。

　　研究人員利用TALEN介導的基因敲入技術，成功地構建了世界上第一個ROSA26定點敲入Cre重組酶報告基因的大動物模型。該動物模型將可在豬體內世系追蹤各類干細胞的分化和再生，為揭示和人類干細胞相關的疾病機理和實施干細胞治療提供寶貴的大動物實驗依據。

　　在此基礎上，研究人員李小平及合作者巧妙設計，在ROSA26位點引入一對異源loxp位點，經重組酶介導的基因交換，成功將EGFP基因替換為紅色熒光蛋白tdTomato基因，由此又獲得了世界上第一個重組酶介導的基因交換大動物模型。利用該模型，研究人員可以將任意基因通過重組酶介導的基因交換插入到ROSA26位點，實現目的基因在大動物所有組織中的無差異表達。同時由于重組酶介導的基因交換無需藥物篩選即可獲得，從而使獲得的轉基因豬不攜帶外源的藥物抗性基因，可去除轉基因豬農產品的生物安全和食品安全隱患。

　　該研究獲國家科技部“重大基礎研究計劃”和美國國家健康研究院(NIH)資助。