科技日報記者 張夢然

長期以來，由于病毒基因傳遞方法的局限性，非人類靈長類動物的基因工程進(jìn)展受限。現(xiàn)在，日本科學(xué)家采用了一種非病毒基因傳遞系統(tǒng)，成功將人工插入的基因引入了與人類親緣關(guān)系較近的食蟹猴體內(nèi)。該成果被認(rèn)為是基因工程領(lǐng)域的里程碑，相關(guān)研究發(fā)表在最新一期《自然·通訊》雜志上。

小型動物模型如小鼠，在模擬人類疾病復(fù)雜性方面存在局限性，尤其是在傳染病和神經(jīng)精神疾病領(lǐng)域。因此，非人類靈長類動物成為了生物醫(yī)學(xué)研究中不可或缺的模型。但對這些動物進(jìn)行基因改造一直面臨挑戰(zhàn)，例如傳統(tǒng)基于病毒的方法需要專門設(shè)施，并且能攜帶的基因大小有限，且無法在植入前準(zhǔn)確篩選出經(jīng)過基因編輯的胚胎。

為解決這些問題，日本京都大學(xué)科學(xué)家使用一種非病毒piggyBac轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的病毒載體來運輸轉(zhuǎn)基因。轉(zhuǎn)座子是一種可以在基因組內(nèi)改變位置的DNA序列，是基因轉(zhuǎn)移的重要工具，因為它能夠穩(wěn)定地將遺傳物質(zhì)整合到宿主的DNA中。與基于病毒的方法相比，piggyBac轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)具有更大的靈活性，可以攜帶更大尺寸的轉(zhuǎn)基因，并允許在早期胚胎階段確認(rèn)基因修飾的成功與否，從而提高了生產(chǎn)攜帶所需特征的轉(zhuǎn)基因動物的可能性。

利用這種方法，團(tuán)隊成功培育出了轉(zhuǎn)基因獼猴，標(biāo)志著基因工程技術(shù)的重大進(jìn)步。在這些獼猴中，熒光報告基因廣泛表達(dá)，其中紅色熒光蛋白位于細(xì)胞膜，綠色熒光蛋白位于細(xì)胞核。在所有檢測的組織中，包括生殖細(xì)胞，都證實了這種表達(dá)，表明轉(zhuǎn)基因已經(jīng)穩(wěn)定地整合入基因組。這顯示了新系統(tǒng)在培育轉(zhuǎn)基因靈長類動物方面的巨大潛力，對于以傳統(tǒng)嚙齒類動物模型無法實現(xiàn)的方式研究人類疾病具有重要意義。

總編輯圈點

該成果意味著人們用一種實用有效的方法，將人工基因引入非人類靈長類動物，有望為理解復(fù)雜的人類疾病帶來新的視角。展望未來，科學(xué)家還可以擴(kuò)展這一系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，譬如更多重基因表達(dá)和更精確控制基因，為醫(yī)學(xué)界建立高度復(fù)雜的遺傳模型。可以說，這項研究不僅標(biāo)志著基因工程技術(shù)的重大進(jìn)步，也為生物醫(yī)學(xué)研究和治療策略的發(fā)展提供了新的可能性。