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Nat Biotechnol:利用TALEN技术培育出转基因无角奶牛

来源:生物谷 2016-05-11 19:11

2016年5月11日/生物谷BIOON/--在一项新的研究中,来自美国Recombinetics公司、明尼苏达大学和德州农工大学的研究人员利用转录激活子样效应因子核酸酶(transcription activator-like effector nuclease, TALEN)将POLLED基因的一个等位基因插入到奶牛胚胎成纤维细胞(embryo fibroblast)的基因组中。他们随后进行体细胞核移植:将这种经过基因改造的胚胎成纤维细胞移植到移除细胞核的奶牛卵母细胞中,使其重组并能发育为新的胚胎,并将形成的重组胚胎移植到代孕母奶牛子宫中,最终产下5只小牛,其中的两只小牛Spotigy和Buri仍然是活的,如今有10个月大。更重要的是,他们没有发现这些小牛存在角芽的证据。相关研究结果于2016年5月6日在线发表在Nature Biotechnology期刊上,论文标题为“Production of hornless dairy cattle from genome-edited cell lines”。

这一基因工程成就可能能够避免人工切除奶牛牛角---为了这些动物和它们的管理者的安全而开展的一项手术---的需要。无角是肉用牛的一个共同的特征,但是在奶牛中很少存在。常规的育种方法在理论上能够培育出无角的奶牛,但是这将需要几十年的时间,而且在此过程中产牛奶的特征也会受到破坏。人们长期以来就想要除掉牛角这个特征,但是利用传统培育方法需要花费很长时间。

这项研究中培育出的小牛代表着一种新的方法---利用诸如TALEN或者CRISPR/Cas基因编辑工具培育无角的奶牛。重要的是,论文通信作者Scott Fahrenkrug和他的同事们没有观察到脱靶效应。

美国普渡大学遗传学家William Muir(未参与这项研究)说,“这些同样的结果也能够通过传统培育方法和同样的基因实现,但是需要进行5到6代杂交和回交共计将近20年时间实现。”

Fahrenkrug和他的同事在他们的论文中写道,“尽管Spotigy和Buri可能能够将无角的遗传特征进行传播而用于乳制品行业,但是它们也提供证据证实将以一个POLLED等位基因导入优良的动物体内可能被用来消除人工切除牛角的需要。这种解决切除牛角问题的方法在经济上将是可行的而且可能潜在地提高美国奶牛的福利。”

当然,Muir注意到,新的基因编辑方法也能够应用于奶牛之外的动物。他说,“基因编辑技术也有助在其他方面改善动物的健康,如猪的尾巴切除。”(生物谷 Bioon.com)

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Production of hornless dairy cattle from genome-edited cell lines

doi:10.1038/nbt.3560

Daniel F Carlson, Cheryl A Lancto, Bin Zang, Eui-Soo Kim, Mark Walton, David Oldeschulte, Christopher Seabury, Tad S Sonstegard & Scott C Fahrenkrug

Physical dehorning of dairy cattle is practiced to protect animals and their handlers. Genetic analyses have identified variants that are associated with hornlessness (referred to as 'polled') in cattle, a trait that is common in beef but rare in dairy breeds. We have introgressed a candidate POLLED allele…

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