日本理化學研究所生物系統動力學研究中心研究人員通過基因工程培育出首個基因修飾的有袋類動物——負鼠。相關論文發表于近日的《當代生物學》期刊上，其將有助于破譯僅在有袋類動物身上觀察到的獨特遺傳信息。
基因修飾動物，尤其是小鼠和大鼠，是研究生物發育過程極其重要的對象。有袋類動物特征獨特，而負鼠被認為是所有有袋類動物的祖先，也是第一種完成全基因組測序的有袋類動物。負鼠的大小和繁殖特征與小鼠和大鼠相似，所以是迄今最好的動物模型選擇。
負鼠的幼崽無法在母體內充分發育，因此是名副其實的“早產兒”。負鼠還是唯一已知經紫外線輻射后皮膚就會生出惡性黑素瘤(一種致命的皮膚癌)的實驗動物。與其他哺乳動物不同的是，新生的負鼠幼崽有脊髓損傷后可自然愈合的能力。由于這些獨特的特征，研究有袋類生物正越來越受關注。然而，在沒有成熟的技術對有袋類動物進行基因改造的情況下，很難對它們進行潛在遺傳學分析。現在，BDR的研究小組利用新的基因編輯技術推動對負鼠的研究。
通常，基因組編輯所需的溶液要用細針注射到受精卵中。而負鼠的受精卵被厚厚的蛋白質層和堅硬的殼狀結構包圍，注射針無法穿透。研究人員表示：“我們將壓電元件與針頭一起使用，使針頭能夠穿透受精卵周圍的硬殼層和厚層，并且受精卵沒有明顯損傷。”
研究人員將注射后的受精卵移植到一只可生育的雌性負鼠的子宮中，成功地獲得了幼崽。這是首次在有袋類動物身上進行的胚胎移植技術。
為了確認整體方法，研究人員瞄準了一種負責制造身體色素的基因。該基因被破壞時，黑色素無法產生，皮膚毛發呈白色，即患上白化病。此次實驗中，一些負鼠的后代患上了白化病，而且這種基因還可以遺傳給下一代。因此，這是有袋類動物第一次成功的基因編輯。
現在這個過程已經建立，研究人員可以回答更多關于有袋類生物學的問題。“有袋類動物是現存的3個哺乳動物亞綱之一，具有許多其他哺乳動物沒有的獨特特征。未來的研究可以創造轉基因有袋類動物，這將影響哺乳動物胚胎學、基因組印記、生殖、神經生物學、免疫遺傳學、癌癥生物學，甚至是比較進化等領域。”研究人員說。(實習記者 張佳欣)
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