科學家通過基因編輯培育出淡粉色變色蜥
雖然它們通常被稱為棕色變色蜥,但喬治亞大學實驗室現在有四種經過基因編輯的Anolis sagrei變色蜥,呈現出淡粉色。它們是白化病患者,據說這是世界上第一次成功生產轉基因爬行動物的結果。該研究可能對人類醫學產生影響。
四個白化anoles之一,以及一個未修改的例子(圖源:喬治亞大學)
首席科學家道格拉斯·門克(Douglas Menke)選擇了褐色的變色蜥進行研究,因為在加勒比地區的各個島嶼上,孤立的蜥蜴種群以獨立發展的獨特性狀而聞名。然而,基因改造任何類型的爬行動物都會帶來一些挑戰。
通常,當利用CRISPR基因編輯工具時,科學家們將基因編輯解決方案注入動物的新鮮受精卵或單細胞胚胎中。這導致DNA中的突變,其在所有隨後發育的細胞中再現。
然而,在爬行動物中,雌性能夠在交配後長時間將精子儲存在它們的輸卵管中- 這使得很難確定何時實際發生了卵子的受精。此外,一旦卵子受精,其柔韌的外殼和缺乏內部空氣空間使得難以在不損壞胚胎的情況下操縱胚胎。
為了解決這些挑戰,Menke及其同事使用CRISPR-Cas9工具將CRISPR蛋白微注射到仍然位於anoles卵巢中的未成熟卵(又名卵母細胞)中。然後他們只是等待那些卵自然受精。總而言之,科學家們在21種爬行動物中註射了146個卵,針對酪氨酸酶基因- 當這種基因失活時,就會產生白化病。幾週後,最終的結果是四隻粉紅色的蜥蜴。
博士生Ashley Rasys,其中一名anoles,作為一個有趣的旁注,這些anoles展示了從母親和父親遺傳的基因拷貝中操縱的酪氨酸酶。根據科學家的研究,這表明CRISPR蛋白在母體中的活性比預期的要長,在受精發生後突變了父系基因。
“這是一個驚喜,”門克說。“它使我們能夠看到基因的功能需求,而不必繁殖變異的動物來產生從父母那裡繼承突變基因的後代。節約了大量時間。”
此外,該研究可以改善人類眼部疾病的治療方法。雖然酪氨酸酶是人和肛門眼發育所必需的,但它並不存在於常用研究的動物如小鼠中。現在,有可能將anoles用於眼部健康研究。