生物通報道  精確基因編輯技術的終極潛能開始得以實現。來自中國的研究人員報告稱獲得了第一批攜帶定向突變的基因工程猴，這一里程碑成果有可能為構建出更現實的人類疾病研究模型提供了一個墊腳石。相關論文發表在1月30日的《細胞》（Cell）雜志上。

來自南京大學模式動物研究所的黃行許（Xingxu Huang）博士、南京醫科大學的沙家豪（Jiahao Sha）教授、云南省靈長類生物醫學重點實驗室季維智（ Weizhi Ji ）及其同事們，成功地利用CRISPR/Cas9系統對孿生的食蟹猴進行了精確的基因修飾。在過去的一年里CRISPR/Cas9技術如暴風般橫掃整個基因工程領域，研究人員已利用這一技術破壞了小鼠和大鼠的基因，但直至現在還沒有人在靈長類動物中獲得成功。

麻省理工學院合成生物學家張峰（Feng Zhang）是CRISPR技術領域的先鋒人物，他表示：“這是重要的一步，它證實了這一系統正在起作用。”

轉基因小鼠長期占據人類疾病模型的主導地位，部分原因在于科學家們已掌握了一種針對小鼠的基因編輯方法：利用同源重組來導入突變。由于小鼠能夠快速且大量地繁殖因而這種策略能夠起作用，但低同源重組率使得這種方法無法在諸如猴子等繁殖緩慢的生物中施行。

日本慶應義塾大學干細胞生物學家Hideyuki Okano說：“我們需要一些非人類靈長類動物模型。人類的神經精神疾病很難在小鼠簡單的神經系統中進行復制。”

以往嘗試對靈長類動物進行遺傳修飾都是依賴于病毒方法，其雖然能夠有效地生成突變，但突變位點不可預知，且突變數量無法控制。利用可定制的RNA片段將DNA切割酶Cas9引導至期望的突變位點，CRISPR/Cas9基因編輯系統的出現使得靈長類動物的前景變得光明。

研究人員首先在一種猴細胞系中對這一技術進行測試，破壞了三個基因，其成功率達到10–25%。受此鼓舞，科學家們隨后在180多個單細胞期猴胚胎中同時靶向了這三個基因。在對15個胚胎的基因組DNA進行測序后，他們發現其中有8個胚胎顯示出兩個靶基因同時突變的跡象。研究人員隨后將遺傳修飾的胚胎轉移到代孕母猴體內，其中一個生出了一對孿生猴。通過測序這對孿生猴的基因組DNA，他們證實存在兩個靶基因突變：Ppar-γ幫助調控新陳代謝，Rag1與健康的免疫功能相關。

Whitehead生物醫學研究所的干細胞研究員Rudolf Jaenisch是20世紀70年代率先構建第一只轉基因小鼠之人。Jaenisch認為這一研究結果是一個有趣的證明，但卻沒有提供多少科學認知。“下一步是看看我們能從中了解到什么東西。”

黃行許說，Ppar-γ和Rag1組合突變并不代表任何一種特定的疾病綜合征，盡管每個基因都與人類疾病相關。該研究小組還沒有對猴子的狀況進行全面地分析，他們還必須開展進一步的測試評估突變是否存在于這些動物的所有細胞之中。黃行許說：“我們的第一個目標是著手去完成這項研究，使之起作用。”研究結果表明了，研究人員有一天或許能夠構建出與多種突變相關的其他人類疾病模型。

黃行許說：“我們還有許多的事情要做。”

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文摘要：

Generation of Gene-Modified Cynomolgus Monkey via Cas9/RNA-Mediated Gene Targeting in One-Cell Embryos

Monkeys serve as important model species for studying human diseases and developing therapeutic strategies, yet the application of monkeys in biomedical researches has been significantly hindered by the difficulties in producing animals genetically modified at the desired target sites. Here, we first applied the CRISPR/Cas9 system, a versatile tool for editing the genes of different organisms, to target monkey genomes. By coinjection of Cas9 mRNA and sgRNAs into one-cell-stage embryos, we successfully achieve precise gene targeting in cynomolgus monkeys. We also show that this system enables simultaneous disruption of two target genes (Ppar-γ and Rag1) in one step, and no off-target mutagenesis was detected by comprehensive analysis. Thus, coinjection of one-cell-stage embryos with Cas9 mRNA and sgRNAs is an efficient and reliable approach for gene-modified cynomolgus monkey generation.