肌生成抑制蛋白（Mstn）是哺乳動(dòng)物骨骼肌質(zhì)量的一個(gè)保守的負(fù)調(diào)節(jié)因子。然而，在家畜中是否能夠?qū)崿F(xiàn)Mstn的敲除，能否被安全地用來(lái)提高產(chǎn)肉性能，尚未得到證實(shí)。近期，來(lái)自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、斯坦福大學(xué)等處的研究人員，在Nature子刊《Scientific Reports》發(fā)表題為“Generation and evaluation of Myostatin knock-out rabbits and goats using CRISPR/Cas9 system”的研究成果，該研究利用CRISPR/Cas9來(lái)制備Mstn基因敲除家兔和山羊，然后分析了它們的表型變化，對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了探討。

這項(xiàng)研究的通訊作者是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省家畜胚胎工程實(shí)驗(yàn)室的王鋒教授和張艷麗副教授。王鋒教授團(tuán)隊(duì)圍繞山羊胚胎工程和肉羊產(chǎn)業(yè)化開(kāi)展了一系列工作，已批量獲得轉(zhuǎn)基因山羊，組建了“江蘇省肉羊產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心”（江蘇省科技廳，2012），王鋒教授被聘為國(guó)家肉羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家（2008）。

Mstn也被稱(chēng)為生長(zhǎng)分化因子8（GDF），屬于TGF-β超家族。Mstn是骨骼肌肉質(zhì)量的一個(gè)負(fù)調(diào)節(jié)因子。自然突變——能抑制編碼的蛋白質(zhì)或抑制其數(shù)量，可導(dǎo)致人、羊和牛的肌肉增強(qiáng)。Mstn基因敲除動(dòng)物，如小鼠、綿羊、牛和豬具有發(fā)達(dá)的肌肉。據(jù)報(bào)道，在山羊中，5′-UTR上一段5bp的缺失（TTTTA）和外顯子1中一段1 bp的替代（T/A），與生長(zhǎng)性能相關(guān)，如出生時(shí)身體的大小和出生體重。在家兔中，5′-UTR上的SNPs被報(bào)道與畜體結(jié)構(gòu)相關(guān)。如果能夠制備出沒(méi)有發(fā)育和健康問(wèn)題的MSTN KO動(dòng)物，將提高產(chǎn)肉性能，并提高肉畜禽繁殖過(guò)程的速度。

CRISPR/Cas9來(lái)源于細(xì)菌基因組的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，可以直接通過(guò)短的RNAs誘導(dǎo)切割。相比于HR（同源重組）、ZFN（鋅指核酸酶）和TALEN（轉(zhuǎn)錄激活因子樣酶），CRISPR/Cas9是一種易于處理、非常特異性的、有效的和多路復(fù)用的真核基因組工程方法。它已被廣泛和有效地用于動(dòng)物制備，如兔子、猴子、豬和綿羊，相關(guān)研究點(diǎn)擊：我科學(xué)家用CRISPR制備基因敲入豬；科學(xué)家培育出世界首對(duì)基因編輯猴。山羊是由于它們的肉、奶和毛皮，因而是一種重要的農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物，目前科學(xué)家利用體細(xì)胞核移植方法（SCNT）生成了三種Mstn雙等位基因KO山羊。zui近利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)與受精卵注射法，已有研究人員制備出了55只Mstn KO山羊。總之這些結(jié)果表明，CRISPR/Cas9可以有效地用于農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物的基因打靶。

有兩項(xiàng)研究報(bào)道稱(chēng)，利用SCNT產(chǎn)生的四只Mstn KO山羊中有兩只在出生時(shí)死亡。在另一項(xiàng)研究中，93例新生兒山羊中有13只山羊生下來(lái)是死胎，有15只Mstn改良山羊出生，相關(guān)閱讀：我科學(xué)家用CRISPR獲得轉(zhuǎn)基因山羊。然而，在這些山羊中，沒(méi)有關(guān)于“出生時(shí)死亡的13只山羊是否包含Mstn修飾”的信息，也沒(méi)有這些山羊中改性Mstn比例的信息。也沒(méi)有關(guān)于15改良山羊Mstn的增長(zhǎng)率或健康狀況的信息。

這些研究也沒(méi)有提出關(guān)于出生體重、生長(zhǎng)性能或任何健康相關(guān)的問(wèn)題。因?yàn)槟壳皼](méi)有研究探討自然突變對(duì)發(fā)育的影響，或評(píng)估編輯的Mstn基因突變動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，因此，在Mstn基因敲除技術(shù)應(yīng)用于提高畜牧業(yè)的產(chǎn)肉性能之前，應(yīng)該研究Mstn KO山羊和家兔的制備和評(píng)估。這對(duì)于我們?cè)谏窖?、兔子或其他家畜中研究Mstn的功能，也是非常重要的。

在這項(xiàng)研究中，研究人員利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)制備了Mstn基因敲除（KO）家兔和山羊，然后分析其表型的變化。研究人員用兩個(gè)sgRNAs靶向兔Mstn胚胎注射后，從32只新生兔中有效地制備出了24只Mstn KO兔，并發(fā)現(xiàn)Mstn KO兔表現(xiàn)出體重增加，四頭肌和二頭肌與整個(gè)身體的重量比顯著增加。Msth KO也造成了高概率的舌頭腫大現(xiàn)象和嚴(yán)重的健康問(wèn)題，如死胎和早期死亡。使用相同的方法，研究人員制備了Mstn位點(diǎn)編輯的四只山羊。這只山羊的早期生長(zhǎng)率超過(guò)了對(duì)照組山羊。

總之，該研究團(tuán)隊(duì)利用CRISPR/Cas9技術(shù)，有效地制備了Mstn KO家兔和山羊。然而，Mstn KO可導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問(wèn)題，也有可能對(duì)其他物種有相同的影響。在適用于動(dòng)物繁殖過(guò)程之前，必須進(jìn)一步探討這種安全問(wèn)題。

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