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【科研新进展】(79)动科学院陈玉林教授团队首次利用引导编辑技术创制动物模型

发布时间:2020-05-22 09:38:53    浏览次数:32    来源:西北农林科技大学

近日,我校动科学院陈玉林教授团队在动物基因编辑研究方面取得新进展,研究论文以Efficient generation of mouse models with the prime editing system为题,在《Cell Discovery》期刊在线发表。该研究首次利用引导基因编辑(Prime editing,PE)技术在小鼠基因组上成功的进行了碱基的颠换突变。我校动科学院博士研究生刘尧、上海科技大学博士生李向阳、中科院上海神经所何思婷为论文共同第一作者,陈玉林教授团队王小龙教授、上海科技大学黄行许教授、中科院上海神经所刘真研究员为论文共同通讯作者。我校为第一作者单位。

基因组编辑技术针对少量决定畜禽关键性状的基因如生长、繁殖、肉质、抗病性状等进行改写,可培育出更加优良的新品种。畜禽的多个重要经济性状是由基因组中的单个或少数核苷酸变异引起的。CRISPR系统所衍生的胞嘧啶和腺嘌呤碱基编辑器,可以分别在基因组靶向位点实现C:G>T:A或A:T>G:C的碱基替换。然而,碱基编辑技术还不能实现其它类型碱基的替换(C:G>A:T和A:T>C:G)及转换(C:G>G:C和A:T>T:A)。2019年10月,哈佛大学David Liu教授研究团队开发了全新的基因组引导编辑(PE)系统可以诱导所有12种类型的单碱基替换,以及DNA小片段插入删除。

在本研究中,研究人员利用PE系统,对人类并指畸形相关基因HOXD13的两种碱基颠换突变,并在小鼠上找到其同源突变,针对这两种突变进行编辑。通过对编辑效率进行优化,,利用显微注射方法获得了携带人类同源突变的子代小鼠,携带目标突变的比例高达27%。该研究首次利用引导编辑系统创制了动物模型,验证了该系统在动物基因编辑上的有效性,为下一步在家畜等大动物中开展基因编辑育种工作提供了重要技术支撑。

陈玉林教授团队近年来利用CRISPR/Cas9、单碱基编辑等多种编辑技术,围绕山羊(陕北白绒山羊)、绵羊(滩羊)的遗传改良开展分子设计育种研究,筛选和鉴定了一批羊经济性状功能基因,通过优化编辑体系构建羊基因编辑操作平台,培养了一批从事羊基因编辑研究的技术人才,获得了世界上最大规模的基因编辑羊育种资源群体,取得了一系列成果,并在国内外产生了重要影响。相关研究得到了转基因重大专项、国家自然科学基金、国家重点研发计划、宁夏滩羊育种专项、陕西省科技新星等项目支持。

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