2014-003 基因组编辑技术

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1、中国农业科技导报，２０１４，１６（１）：３２－３８ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ基因组编辑技术改良家畜的研究进展∗魏景亮，吴添文，阮进学，牟玉莲（中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京１００１９３）摘要：基因组编辑技术是一种能精确改造生物基因组，实现基因定点敲除和外源基因定点整合的技术。近年来出现的锌指核酸酶（ｚｉｎｃｆｉｎｇｅｒｎｕｃｌｅａｓｅｓ，ＺＦＮ）、类转录激活因子效应物核酸酶（ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｃｔｉｖａｔｏｒ⁃ｌｉｋｅｅｆｆｅｃｔｏｒｎｕｃｌｅａｓｅｓ，ＴＡＬＥＮ）和成簇规律间隔短回文重复与Ｃａｓ９蛋白（ｃｌｕｓｔ

2、ｅｒｅｄｒｅｇｕｌａｒｌｙｉｎｔｅｒｓｐａｃｅｄｓｈｏｒｔｐａｌｉｎｄｒｏｍｉｃｒｅｐｅａｔｓ，ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９）三种基因组编辑技术，可以在靶位点切割ＤＮＡ双链，诱发细胞内源性修复机制，发生同源重组修复或非同源末端连接，从而提高了基因的敲除、定点整合和替换效率。这些新型的技术已经在猪，牛，羊等多种家畜中实现其基因组的定点修饰，肉品质、生长速度、抗病能力等关键生产性状的基因改良也取得了一定的突破。基因组编辑技术使得定点，高效率的大家畜基因改良成为可能，对推动转基因动物产业发展具有重要的影响。关键词：基因编辑技术；动物分子育种；研究进展ｄｏｉ：１０．１３３０４／ｊ．ｎｙｋｊｄｂ．２０１

3、４．００３中图分类号：Ｑ７８文献标识码：Ａ文章编号：１００８⁃０８６４（２０１４）０１⁃００３２⁃０７ＡｄｖａｎｃｅｉｎＧｅｎｏｍｅＥｄｉｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒＬｉｖｅｓｔｏｃｋＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ∗ＷＥＩＪｉｎｇ⁃ｌｉａｎｇ，ＷＵＴｉａｎ⁃ｗｅｎ，ＲＵＡＮＪｉｎ⁃ｘｕｅ，ＭＵＹｕ⁃ｌｉａｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｅｎｏｍｅｅｄｉｔｉｎｇｉｓａｎｏｖｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｈｉｃｈｅｎａｂｌｅｓｔａｒｇｅｔｅ

4、ｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｇｅｎｏｍｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｔｃａｎｂｏｏｓｔｔｈｅｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｒｅａｌｉｚｅｋｎｏｃｋｏｕｔｌｉｖｅｓｔｏｃｋｇｅｎｅａｎｄｆｉｘｔａｒｇｅｔｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｚｉｎｃｆｉｎｇｅｒｎｕｃｌｅａｓｅｓ（ＺＦＮ），ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｃｔｉｖａｔｏｒ⁃ｌｉｋｅｅｆｆｅｃｔｏｒｎｕｃｌｅａｓｅｓ（ＴＡＬＥＮ）ａｎｄｂａｃｔｅｒｉａｌｃｌｕｓｔｅｒｅｄｒｅｇｕｌａｒｌｙｉｎｔｅｒｓｐａｃｅｄｓｈｏｒｔｐａｌｉｎｄｒｏｍｉｃｒｅｐｅａｔｓ（ＣＲＩＳＰＲ）ａｄａｐｔｉｖｅｉｍｍｕｎｉｔｙｓｙｓｔｅｍ

5、，ｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｔｏｃｌｅａｖｅｔｈｅｄｏｕｂｌｅ⁃ｓｔｒａｎｄＤＮＡａｔｓｐｅｃｉｆｉｃｓｉｔｅ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓＤＮＡｒｅｐａｉｒ，ｗｈｉｃｈｃａｎｌｅａｄｔｏｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｒｅｐａｉｒａｎｄｎｏｎ⁃ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓｅｎｄｊｏｉｎｉｎｇ．Ｔｈｅｓｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｍａｋｅｐｒｅｃｉｓｅｃｈａｎｇｅｓｔｏｔｈｅＤＮＡｏｆｌｉｖｉｎｇｃｅｌｌｂｙｋｎｏｃｋｉｎｇｏｕｔａｇｅｎｅ，ｆｉｘｉｎｇｔａｒｇｅｔｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｒｒｅｐｌａｃｉｎｇＤＮＡｆｒａｇｍｅｎｔａｔｔｈｅｓｐｅｃｉｆ

6、ｉｃｓｉｔｅ．Ｍａｎｙｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｓｈａｖｅｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄｒｅｃｅｎｔｌｙｕｓｉｎｇｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｃｅｒｔａｉｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｒａｉｔｓ，ｓｕｃｈａｓｍｅａｔｑｕａｌｉｔｙ，ｇｒｏｗｔｈｒａｔｅａｎｄｄｉｓｅａｓｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｅｔｃ．ｏｎｐｉｇｓ，ｃａｔｔｌｅ，ｓｈｅｅｐａｎｄｏｔｈｅｒｌｉｖｅｓｔｏｃｋ．Ｇｅｎｏｍｅｅｄｉｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｍａｋｅｓｉｔｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｌｉｖｅｓｔｏｃｋｏｎｆｉｘｅｄｐｏｉｎ

7、ｔｏｆｇｅｎｅｓ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｄｅｆｉｎｉｔｅｌｙｅｘｅｒｔａｐｒｏｆｏｕｎｄｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｇｅｎｉｃａｎｉｍａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｅｎｏｍｅｅｄｉｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ；ａｎｉｍａｌｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｒｅｅｄｉｎｇ；ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ传统的动物育种方法受到种源的限制，其过记，锁定基因与性状的对应关系，从而快捷可靠地