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2023-01-31
更新時間:2023-01-29 16:05:20作者:智慧百科
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CRISPR 基因編輯工具在過去 10 年里經(jīng)常成為頭條新聞,科學(xué)家已經(jīng)展示了它可以很容易地改變生物體的基因組。
這項(xiàng)技術(shù)最終可能會徹底改變醫(yī)療保健領(lǐng)域。我們已經(jīng)看到 CRISPR 開始被用于實(shí)驗(yàn)性地治療兒童癌癥,還有許多遺傳性疾病也是研究對象。剛剛過去的 2022 年,一家公司使用了 CRISPR 試圖治療一名有高膽固醇遺傳風(fēng)險的女性。
但 CRISPR 也可以改變包括水產(chǎn)養(yǎng)殖在內(nèi)的農(nóng)業(yè)的發(fā)展。我之前寫了一篇關(guān)于研究人員將鱷魚基因植入鯰魚體內(nèi)的文章。這項(xiàng)研究不是為了讓鯰魚更像鱷魚,而是為了讓它們更好地抵抗疾病。事實(shí)證明,短吻鱷具有一種對抗感染的特殊天賦。
即使是稍微提高一些抵抗力,也會對魚類養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。就目前的情況來看,全世界大約 40% 的養(yǎng)殖魚在打撈之前就死掉了。如果能稍微減少一下?lián)p失,也是很可觀的收益。
(來源:STEPHANIE ARNETT/MITTR | RIJKSMUSEUM)
這已經(jīng)不是科學(xué)家們第一次嘗試調(diào)整養(yǎng)殖動物的基因組了。農(nóng)民們曾經(jīng)利用選擇性繁殖來使動物變得更大、肌肉發(fā)達(dá)、溫順、易于飼養(yǎng)等等,但是像 CRISPR 這樣的基因編輯工具應(yīng)該會允許他們加速這個過程。
CRISPR 具備的優(yōu)勢比以前的基因編輯工具更多。首先,它相對便宜、快速、易于使用。較新的 CRISPR 方法也允許科學(xué)家對基因組做更多的事情。有些允許我們改變 DNA 的堿基字母,比如把 C 換成 T;有些則允許我們插入全新的基因。
所以,當(dāng)我們看到科學(xué)家們開始在農(nóng)場動物身上試驗(yàn) CRISPR 技術(shù),也就不足為奇了。一個流行的靶點(diǎn)是一種叫做肌生長抑制素的基因,它編碼一種控制肌肉生長的蛋白質(zhì)。干擾這種基因會導(dǎo)致肌肉過度生長。換句話說,你最終會見到一些肌肉異常發(fā)達(dá)的大動物,這意味著更多的肉。
科學(xué)家已經(jīng)試驗(yàn)使用 CRISPR 生產(chǎn)具備“超級肌肉”的牛、豬、綿羊、兔子和山羊。但這些研究并沒有取得完美的結(jié)果,許多動物都沒能存活下來,而且許多實(shí)驗(yàn)動物都長出了奇怪的大舌頭。
對魚類的研究也在進(jìn)行當(dāng)中。利用 CRISPR 靶向肌肉生成抑制素基因,日本科學(xué)家培育出了更大更重的紅鯛,其肌肉比未經(jīng)編輯的紅鯛多 17%。
類似的方法也被用于飼養(yǎng)鯉魚、羅非魚、鯰魚和其他水生動物,包括牡蠣。其他研究人員正在試驗(yàn)不同的方法,包括使用 CRISPR 來提高抗病能力,或者創(chuàng)造出能產(chǎn)生更多 omega-3 的鮭魚。
我們現(xiàn)在還不會在超市的貨架上找到 CRISPR 編輯的動物制品,但在有些國家可能很快就能見到了。2021 年,日本批準(zhǔn)出售兩種經(jīng)過 CRISPR 編輯的魚,分別是紅鯛和虎河豚魚,它們都被編輯成更大、更重的樣子。
轉(zhuǎn)基因鯰魚背后的研究人員希望他們能在美國獲得商業(yè)生產(chǎn)的批準(zhǔn),但這可能需要一段時間。到目前為止,只有一種經(jīng)過基因編輯的魚在美國被批準(zhǔn)銷售,而且花了幾十年的時間。
它是一種名為 AquAdvantage 的三文魚,它的基因修飾使其變得更大。生產(chǎn)這些三文魚的公司名為,其 CEO 兼總裁西爾維婭·伍爾夫()表示,相比較普通的三文魚,讓這種三文魚長到可以售賣的尺寸,所需的飼料可以減少 25%。
該公司在 1992 年就生產(chǎn)出了第一條轉(zhuǎn)基因魚,但它直到 2021 年才獲準(zhǔn)進(jìn)入美國市場。伍爾夫說:“對于一家成立于 1991 年的初創(chuàng)公司來說,它花了 30 年的時間才將其創(chuàng)新的大西洋三文魚推向市場,成本超過了 1 億美元。”
基因編輯豬的批準(zhǔn)也經(jīng)歷了類似的時長。2001 年,PPL Therapeutics 公司(現(xiàn)在被稱為 )發(fā)明了一種經(jīng)過基因編輯的豬,其體內(nèi)被移除了一種名為 alpha-gal 的糖。該公司的主要目標(biāo)是利用豬培育出可以移植到人體內(nèi)的器官,而人的免疫系統(tǒng)很可能會排斥細(xì)胞中含有這種糖的器官。
在 2020 年,美國 FDA(Food and Drug Administration,食品藥品監(jiān)督管理局)批準(zhǔn)這些動物可用于人類食用,但一開始只能通過郵寄購買。根據(jù) FDA 的一份新聞稿,這些基因編輯的豬肉產(chǎn)品對 alpha-gal 糖過敏的人是安全的。
盡管我們很難預(yù)測 CRISPR 編輯的動物,到底將以多快的速度通過美國的審批程序,但他們已經(jīng)在路上了。
支持:Ren
原文:
https://www.technologyreview.com/2023/01/20/1067125/crispr-farmed-animals-bigger-stronger-healthier/