2020年10月01日
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國際研究團隊發現運用「基因編輯技術」,將有助於改善養殖豬隻血統

內容提供/ 國際農業科技新知 編譯/ 張瑞玶 圖片提供/ CC0 Public Domain 審校/ 柴幗馨

畜產學家育成專門儲藏特定基因的種豬,將豬隻產業需要的優質基因序列,以豬的精子幹細胞作為載體,移植進種豬裡。由愛丁堡大學羅斯林研究所、華盛頓州立大學、馬里蘭大學與美國農業部動物科學與生物技術實驗室的專家共同組成研究團隊,運用CRISPR-Cas9基因編輯技術改良豬隻的精子幹細胞,產生自體精細胞不孕的種豬,為基因工程應用的大突破,有利讓農民更容易並永久保存優良動物品種基因。

為了使種豬產生大量具有優良基因的精子,運用生物技術移除種豬自身的精子幹細胞,再將帶有理想目標基因(像是具有良好疾病恢復能力的基因)公豬的幹細胞轉殖至種豬的基因序列中,讓種豬產生優良基因精子並傳其子代。基因編輯後的種豬一樣擁有正常的睾丸生殖能力,但無法傳遞自身遺傳物質,而是把具有來自基因編輯後所的優良基因,儲存在精細胞中。

迄今為止,透過生物技術方法成功將幹細胞轉移至種豬的案例相當少。過去多用化學藥物或輻射來移除種豬精子幹細胞,這樣的處理方式可能造成種豬的睪丸中,那些產生精子時所需的組織細胞受到損害,因而無法順利生產精子。

研究團隊運用CRISPR-Cas9系統,對一種決定生殖細胞分化成精子細胞或卵子細胞的重要蛋白質「NANOS2蛋白質」進行基因編輯。當NANOS2蛋白存在於生殖細胞時,生殖細胞即會分化成精子細胞。但如果NANOS2蛋白質在生殖細胞中無法正常運作,意即生殖細胞就無法分化成精子細胞,因而造成所謂的男性不孕症。

而經由CRISPR-Cas9改變基因序列的種豬,其睾丸與生殖相關的組織並沒受到損害,且種豬健康狀況良好。愛丁堡大學羅斯林研究所發育生物學教授Bruce Whitelaw指出,CRISPR-Cas9技術應用在種豬精子幹細胞的品種改良,不僅可以顯著地提升養殖豬的生產效率與品質,還能夠有效地改善其生產動物的特質。根據研究成果,基因編輯技術將有助於畜產動物優良品種的基因保存和應用。

資料來源:https://www.nature.com/articles/d41586-018-01013-5

本文轉載自第78《國際農業科技新知》,原文標題為〈基因編輯技術,有助於改善養殖豬隻血統〉

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