基因編輯能給養豬業帶來什么?
01/什么是基因編輯?
02/CRISPR-Cas9是如何工作的?
圖2. 一個核苷酸插入的例子,涉及到閱讀框的改變,導致與正常情況不同的氨基酸形成,最后一個終止密碼子阻止了該蛋白質更多氨基酸的形成。
03/基因敲除動物:當DNA的變化使蛋白質失效時
04/敲入動物:引入新的DNA鏈和新的基因
基因編輯的另一種選擇是利用DNA被Cas9切割時引入新的DNA鏈。這樣,細胞就可以通過一種稱為同源定向修復(HDR)的過程來整合這種新的遺傳物質(圖1)。這允許有缺陷的DNA序列被功能性的DNA序列所取代,糾正基因使其再次發揮功能,或改變閱讀框以創建一個基因已失活的基因敲除動物。此外,這項技術還可以將以前沒有的新基因插入到生物體的基因組中,稱為敲入(KI)或轉基因。
轉基因豬的一個例子是那些被插入UPC1基因的豬,這種基因在這個物種中并不天然存在。這種基因使它們能夠更好地調節體溫,從而使它們更好地適應低溫。因此,豬積累較少的皮下脂肪來維持體溫,這增加了瘦肉組織的百分比(圖3)。
圖3. 對6個月大的豬在低溫暴露0、2和4小時時拍攝紅外圖像。20公斤仔豬背膘厚度
05/堿基編輯器:基因編輯的精確工具
圖4. 使用堿基編輯器在基因組中產生點突變
所有基因編輯過的豬都一樣嗎?規范性法規vs.技術發展
對不同類型的基因編輯有技術上的了解是很重要的,因為適用或應該適用的法規在每種情況下都是不同的。目前,世界上大多數立法都嚴格限制轉基因動物的使用及其產品的商業化。然而,在區分基因編輯動物和轉基因動物方面正在取得進展,這可能導致不同的監管。從技術上講,這兩種類型的基因修飾是完全不同的。
歐盟關于基因編輯植物產品的法規,即新基因組技術(NGT),已經在審查中。這可能使這些植物免于監管轉基因生物(轉基因生物)的法律。然而,迄今為止,基因編輯動物仍然受制于轉基因生物立法,這限制了它們的發展和未來的商業化。
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