研究進展，提供了一種而靈活的方法，可在不同物種中進行基因組編輯。然而，這種方法在大型動物模型（如山羊）中的適用性和效率，還沒有得以廣泛的研究。
基因組編輯技術依靠使用工程核酸酶，來誘導細胞DNA修復機制，并在不同系統(tǒng)引入可編程的、位點特異性的遺傳修飾。這些可編程的核酸內切酶包括鋅指核酸酶（ZFNs）、轉錄激活因子樣效應核酸酶（TALENs），以及zui近開發(fā)的CRISPR/Cas9系統(tǒng)。CRISPR/Cas9系統(tǒng)采用短的、單向導RNA（sgRNA），識別靶DNA。與ZFN和TALEN相比，RNA引導的CRISPR/Cas9系統(tǒng)因其靈活、穩(wěn)健的優(yōu)勢，已被用于不同物種的基因組編輯，包括模式生物、以及農作物和對農業(yè)非常重要的動物。
山羊作為*批馴養(yǎng)的農場動物，是zui重要的家畜品種之一，可提供各種產品，包括纖維、牛奶、肉類和皮革制品。此外，山羊也被用作生物醫(yī)學研究的模型。雖然研究人員已在山羊中建立了特定的基因敲除策略（基于同源重組HR和體細胞核移植SCNT），但是，山羊基因組的基因修飾，仍然是具有挑戰(zhàn)性的。在以往的研究中，研究人員通過CRISPR/Cas9介導的方法，同時破壞山羊初級成纖維細胞的四個基因，只獲得了肌生成抑制蛋白（MSTN）基因敲除的成纖維細胞，并通過SCNT產生了活產山羊。然而，抗生素選擇標記盒，對于從種子供體細胞分離單細胞群落，通常是至關重要的，而且重建胚胎有較低的發(fā)育潛能，從而導致相對較低的SCNT打靶效率。Cas9?mRNA和sgRNA到單細胞階段胚胎的共注射，已被證明是產生轉基因小鼠、大鼠、猴和豬的一種有效方法，這將激勵我們將這種策略應用到山羊的基因打靶中。
在這項研究中，研究人員將靶定兩個功能基因（MSTN和FGF5）的Cas9?mRNA和sgRNAs，共注射到單細胞階段的胚胎中，成功地產生了一個或兩個基因被修飾的轉基因山羊。在體外培養(yǎng)的原代成纖維細胞中，MSTN和FGF5的打靶效率高達60%，而在98只試驗動物中，MSTN和FGF5的修飾效率為分別為15%和21%，雙基因修飾的效率為10%。研究人員對成纖維細胞、以及建立者動物和死亡動物的身體組織和睪丸中靶基因的打靶和脫靶突變進行了詳細分析。結果表明，他們在大型動物中同時獲得了幾個位點的編輯，從而表明CRISPR/Cas9系統(tǒng)有潛力成為一種強大而的農業(yè)動物基因工程工具，因此用于繁殖將是極為重要和適用的。
轉基因山羊
研究進展，提供了一種而靈活的方法，可在不同物種中進行基因組編輯。然而，這種方法在大型動物模型（如山羊）中的適用性和效率，還沒有得以廣泛的研究。
基因組編輯技術依靠使用工程核酸酶，來誘導細胞DNA修復機制，并在不同系統(tǒng)引入可編程的、位點特異性的遺傳修飾。這些可編程的核酸內切酶包括鋅指核酸酶（ZFNs）、轉錄激活因子樣效應核酸酶（TALENs），以及zui近開發(fā)的CRISPR/Cas9系統(tǒng)。CRISPR/Cas9系統(tǒng)采用短的、單向導RNA（sgRNA），識別靶DNA。與ZFN和TALEN相比，RNA引導的CRISPR/Cas9系統(tǒng)因其靈活、穩(wěn)健的優(yōu)勢，已被用于不同物種的基因組編輯，包括模式生物、以及農作物和對農業(yè)非常重要的動物。
山羊作為*批馴養(yǎng)的農場動物，是zui重要的家畜品種之一，可提供各種產品，包括纖維、牛奶、肉類和皮革制品。此外，山羊也被用作生物醫(yī)學研究的模型。雖然研究人員已在山羊中建立了特定的基因敲除策略（基于同源重組HR和體細胞核移植SCNT），但是，山羊基因組的基因修飾，仍然是具有挑戰(zhàn)性的。在以往的研究中，研究人員通過CRISPR/Cas9介導的方法，同時破壞山羊初級成纖維細胞的四個基因，只獲得了肌生成抑制蛋白（MSTN）基因敲除的成纖維細胞，并通過SCNT產生了活產山羊。然而，抗生素選擇標記盒，對于從種子供體細胞分離單細胞群落，通常是至關重要的，而且重建胚胎有較低的發(fā)育潛能，從而導致相對較低的SCNT打靶效率。Cas9?mRNA和sgRNA到單細胞階段胚胎的共注射，已被證明是產生轉基因小鼠、大鼠、猴和豬的一種有效方法，這將激勵我們將這種策略應用到山羊的基因打靶中。
在這項研究中，研究人員將靶定兩個功能基因（MSTN和FGF5）的Cas9?mRNA和sgRNAs，共注射到單細胞階段的胚胎中，成功地產生了一個或兩個基因被修飾的轉基因山羊。在體外培養(yǎng)的原代成纖維細胞中，MSTN和FGF5的打靶效率高達60%，而在98只試驗動物中，MSTN和FGF5的修飾效率為分別為15%和21%，雙基因修飾的效率為10%。研究人員對成纖維細胞、以及建立者動物和死亡動物的身體組織和睪丸中靶基因的打靶和脫靶突變進行了詳細分析。結果表明，他們在大型動物中同時獲得了幾個位點的編輯，從而表明CRISPR/Cas9系統(tǒng)有潛力成為一種強大而的農業(yè)動物基因工程工具，因此用于繁殖將是極為重要和適用的。
