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中科奥格在基因编辑小型猪模型上取得多项高水平成果,推动我国小型猪模型的应用
日期:2021-11-26 分类:公司资讯

中科奥格一直致力于基因编辑小型猪模型创制及应用。2021年,以潘登科博士为首的中科奥格团队与高校、科研院所合作,取得了多项可喜的成果。


一、ZBED6基因编辑小型猪为我国基因编辑猪的育种提供了一个优良基因和育种材料


基因编辑是现代育种技术4.0版本已成为国际育种的前沿和核心,正在蓬勃迅猛发展,各国都在发力中科奥格早在2018年就开始了基因编辑在动物育种中的应用。利用CRISPR-Cas9技术首次构建了锌指蛋白6ZBED6)基因敲除巴马小型猪模型,与中国农业科学院北京畜牧兽医研究所蒋琳研究员团队、西北农林科技大学吴江维教授团队合作,研究ZBED6在猪肌肉和内脏器官生长发育调控机制揭示ZBED6调控猪肌肉和内脏器官生长发育机制。国际上对ZBED6的研究始于20年前动物遗传领域首个数量性状基因(QTN)位点的发现,该位点也是目前国外瘦肉型商品猪都携带的一个主效突变。ZBED6恰好能与这个位点结合,进而调控IGF2(胰岛素样生长因子2)的转录和小鼠肌肉的生长发育。ZBED6基因编辑猪模型目前已繁育至F5代,繁殖性能正常且发育情况良好。



图1ZBED6基因编辑猪的制备


研究发现,ZBED6基因敲除巴马香猪的肌肉及内脏器官生长发育性能显著提高,与野生型巴马香猪相比,ZBED6基因敲除猪的肌肉含量和瘦肉率分别提高了16.76%6.6%,心脏和肝脏分别增大17.2%13.1%。基于多组学分析发现,除了靶基因IGF2外,ZBED6还可以通过调节其他靶基因,如细胞周期素依赖性激酶抑制因子1ACDKN1A)和富含亮氨酸的蛋白多糖肝因子(TSKU),参与肌肉与内脏器官的生长发育调控。


图2. 敲除ZBED6促进猪骨骼肌发育


这一研究成果为进一步改良我国地方猪生产性能提供了理论依据。基因编辑,让中国地方猪“弯道超车”,提高瘦肉率,完成传统育种无法解决的问题,基因编辑在地方猪生产性能应用上展示了巨大前景

历经三年时间,近日研究成果《Porcine ZBED6 regulates growth of skeletal muscle and internal organs via multiple targets》在线发表在遗传学国际知名期刊《PLoS Genetics》IF=5.917)。



原文链接:

https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1009862


二、ASGR1基因编辑小型猪,为动脉粥样硬化心血管疾病治疗提供了新的理论基础和科学依据,突显了大型动物模型在研究人类心血管疾病发病机制和治疗的优势


心血管疾病是全球死亡率最高的疾病,动脉粥样硬化(Atherosclerosis,As)是其发病的主要根源之一。2016年发表在国际顶级期刊《The New England Journal of Medicine》上的一项人类基因组测序研究,发现去唾液酸糖蛋白受体1(ASGR1)基因变异与人心血管疾病发病率呈负相关,提示ASGR1可能是影响心血管疾病发生的一个关键基因。然而该基因与心血管疾病的发生是否存在因果关系尚不明确。ASGR1基因敲除小鼠无明显表型,血脂检测无变化,不是研究血脂代谢的有用模型。猪与人的心血管系统非常相似,是研究人类心血管疾病的良好大动物模型。


2018年,中科奥格与西北农林大学吴江维教授四川农业大学李明洲教授合作,利用CRISPR-Cas9技术,首次构建了去唾液酸糖蛋白受体1ASGR1)基因敲除猪,发现ASGR1缺失猪重现ASGR1突变人群心血管疾病风险低的特征,表明抑制ASGR1可能是治疗动脉硬化性心血管疾病的有效策略。


图3. ASGR1基因敲除猪


图4. ASGR1基因敲除降低LDL的通路


历经三年,近日研究成果《Deficiency of ASGR1 in pigs recapitulates reduced risk factor for cardiovascular disease in humans》发表在遗传学国际知名期刊PLoS GeneticsIF=5.917)。



原文链接

https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1009891


三、FcRn基因编辑小型猪模型助力基础研究

中国农业大学赵要风教授在小鼠模型研究初乳中IgG的来源基础上,需要大动物模型进行进一步验证,在中科奥格协助下,利用CRISPR-Cas9技术制备了FcRn基因敲除猪,研究发现FcRn不是介导血清IgG向初乳转移的受体,2021年研究成果FcRn is not the receptor mediating the transfer of serum IgG to colostrums in pigs发表在国际知名期刊《Immunology》(IF=7.397)。




原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/imm.13328


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