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东京海洋大学研究使虹鳟鱼成为人类蛋白质,日

发布时间:2019-08-17 03:57编辑:www.599588.com浏览(58)

    由于侏狨是一种灵长类动物,在生理特征等方面与常用的实验鼠相比更接近人类,研究人员认为这种经过基因编辑的动物模型有助于研究人类的免疫缺陷疾病,还可用于研究自闭症、糖尿病等与特定基因有关的疾病。

    神经科学家一直渴望培育转基因猴子。由于缺乏灵长目动物的复杂认知和社交能力,诸如自闭症、精神分裂症和阿尔茨海默氏症等疾病不能完全在小鼠身上实现复制。

    中国水产门户网报道最近日本东京海洋大学研究人员通过向虹鳟鱼受精卵中植入人类基因,成功获得了人类蛋白质。这项技术有望使虹鳟鱼成为高效生产药用人类蛋白质的“动物工厂”。据报道,这所大学副教授吉崎悟朗的研究小组开发了这项技术。其基本流程是:将人体内指导合成目标蛋白质的基因植入虹鳟鱼的受精卵,受精卵经过4天培养,发生6次卵裂后,就形成了囊胚。进入囊胚期后,受精卵中植入的基因就开始活跃,合成出目标蛋白质。在实验中,研究人员将用于治疗遗传性肺病的“阿尔法1-抗胰蛋白酶”的基因植入虹鳟鱼的受精卵,并成功在受精卵中合成了这种蛋白质。从一个虹鳟鱼受精卵中可提取目标蛋白质0.025微克。一个直径9厘米的培养皿一次可培养200个这样的受精卵。同时,虹鳟鱼的受精卵可在4摄氏度的条件下培养,可望用于生产一些体温较高的哺乳动物无法制造的蛋白质。目前生产人类蛋白质的“动物工厂”只限于山羊、绵羊和牛等动物。人们改变这些动物的基因,然后从它们的乳汁中提取所需蛋白质。如能借助虹鳟鱼的受精卵生产蛋白质,就可降低动物饲养方面的成本。另外,“动物工厂”的产品可能带有动物的病原体,从而感染人类,但人们迄今未发现能同时感染人类和虹鳟鱼的病原体,从这点来说虹鳟鱼比传统的“动物工厂”更为安全。南方渔网编辑:裴冰

    日本一个研究小组日前利用基因编辑技术改造了侏狨的受精卵,使新生的侏狨出现先天性免疫缺陷。由于侏狨是一种灵长类动物,这将有助研究人类的免疫缺陷疾病。

    MIT的研究者正在与俄勒冈国家灵长类动物研究中心的研究者合作,对CRISPR在猴子受精卵上的效果进行测试。他们将令基因失去其原有功能的研究作为开始。MIT神经科学家Guoping Feng(Zhang的同事之一)打算对一种名为SHANK3的基因进行干扰,这种基因与某些人类自闭症的案例有关。Zhang说,如果要对基因进行更复杂的改造,例如与另一种不同的基因进行互换,还需要更多的研究和设计。

    目前世界上最流行的基因编辑技术是CRISPR技术,但日本研究人员在论文中表示,此次研究并不是用的这种技术,而是用的另外两种名为ZFN和TALEN的技术。

    然而,得益于有效的基因编辑技术,研究者可以对胚胎进行逐一的改造。因此,使用猴子作为实验对象成为了可能。一种方法是使用锌指核酸酶来对特定基因区域进行导向追踪,并对基因进行切割使得研究者可以对其功能进行干扰,或者用外部的DNA替代。另一种方法名为CRISPR,利用特制的DNA片段来对DNA切割酶进行引导,使它能够在指定的区域发挥作用。麻省理工学院合成生物学家Feng Zhang在5月展示了CRISPR的工作原理:它可以对老鼠胚胎中的多种基因进行精确的突变。Zhang认为该方法为利用猴子模型研究人类大脑的紊乱问题铺平了道路,因为人类大脑的紊乱也是受多种基因影响的。

    研究小组持续观察了这些患有先天免疫缺陷的侏狨,在严格管理的饲养室中有的侏狨能存活一年以上,而且其症状与人类先天免疫缺陷的症状相似。

    《中国科学报》 (2013-12-13 第3版 国际)

    基因编辑是当前生物学界的研究热点,在探索用基因编辑技术改造动物的同时,还有许多研究人员在探索将这一技术用于人类基因编辑。为此,多国科学家、伦理学学家2015年12月在美国华盛顿召开了人类基因编辑国际峰会,探讨了对人类基因进行编辑的伦理规范。

    尽管存在争议,一些研究者仍认为在探索治愈大脑疾病和探究神经元如何生成意识方面,利用转基因猴子进行研究可能是最好的方法。Movshon说:“研究者希望实验模型能够与探究的问题相吻合,如果利用老鼠进行根本不适合在它们身上进行的研究才是不道德的。”

    日本实验动物中央研究所和庆应义塾大学的研究人员在新一期美国《细胞-干细胞》杂志上报告说,他们利用基因编辑技术改变了侏狨受精卵中一个名为IL2rg的基因。此前已知该基因的异常会导致免疫缺陷,在人为使该基因失去正常功能后,获得的新生侏狨表现出了先天性免疫缺陷症状。

    比小鼠更真实地重现人体遗传条件 转基因猴或为攻克人类疾病新希望

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    狨猴是灵长类动物中最适合使用基因编辑手段的实验对象。图片来源:Rod Williams

    Chan是美国佐治亚州亚特兰大市艾莫利大学的一名遗传学家,如今他和世界各地的科学家都在注视着一项精密的基因编辑技术的发展,即通过酶和RNA而非病毒来解决一系列问题。很多人对此事抱有极高的期待,希望转基因猴子能比小鼠更真实地模仿人类遗传条件,从而更好地为药物研发测试创造条件。很多人表示,灵长目动物实验将加速神经科学领域的基础研究,允许研究人员绘制大脑图谱,检测复杂的神经回路。“这是我们以前从未想过的事情。”Chan说。

    Zhang补充道,CRISPR最终可能会被用于标注猴子特定的神经类型,或者通过光线对这些神经元进行控制,而科学家目前已经能够利用同样的方法对老鼠的神经元进行控制。神经科学家尤其希望这些新方法能够获得成功。过去10年中,科学家已经开始利用基因工具刺激、抑制或者记录老鼠和苍蝇的神经活动,纽约大学猴子视觉研究者Anthony Movshon对此一直保持着关注。但是他认为,在神经科学的一些重要领域,例如认知力、注意力、记忆力以及决断力方面,老鼠和苍蝇不具有很高的研究价值。

    MIT麦戈文脑科学研究所的负责人Robert Desimone说:“现在,在灵长类动物身上进行实验成为了可能,这是史无前例的。我们可以在它们身上尝试一些可用于治疗与基因相关的疾病的方法。”

    www.599588.com,这些新进展令人振奋,然而与之相随的却是猴子研究正变得日益艰难。受到来自动物权益活动者的压力,美国联合航空公司于1月份宣布停止运输用于研究的猴子,这意味着北美最后一个允许运输灵长类动物的航空公司向研究者关闭了大门。马萨诸塞州新英格兰灵长类动物研究中心,也于4月宣布将逐步把该中心的动物转运到其他研究机构,之后会彻底关闭。

    Anthony Chan花费了两年时间,首次利用人类基因,通过基因突变方法培育出了5只猴子用于研究亨廷顿氏病。但是根据2008年的报告,其中3只猴子表现出了严重亨廷顿氏病症状,发病速度比预想要快得多,不得不在出生不到一个月时就被终结生命。由于用于产生相关基因的病毒会在实验对象体内随机进行额外复制,这会加重实验对象的病情,这突显了利用动物疾病模型进行研究的缺陷。

    下个月,加州拉荷亚市索尔克生物研究所将举办一场研讨会,届时分子生物学家、生物工程师和神经科学家将共同商讨如何解决领域内的一系列难题。“这些研究有巨大的潜力。”索尔克研究所计算神经生物学实验室负责人Terrence Sejnowski说。

    但是,研究人员一直在锲而不舍地用小鼠进行试验,这主要因为有一种目标基因编辑手段可以在动物体内发挥作用。它依赖于极为罕见的自发的DNA交换活动,以改变或关闭某些基因。小鼠干细胞的维持以及筛选花费很低,性成熟周期很短,还会繁殖很多后代。索尔克研究所的神经科学家Edward Callaway说:“用老鼠作为实验对象比用猴子便宜多了。”

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