我和我的團隊成功培育出了中國第一隻基因編輯克隆犬「龍龍」。「龍龍」是基因編輯技術與體細胞克隆技術完美結合的產物，這也是世界首例基因編輯克隆犬。
賴良學
克隆羊「多莉」的誕生，標誌著生物體通過體細胞進行無性繁殖的克隆技術成為現實。隨後，克隆豬、克隆牛等紛紛問世。而犬被科學界普遍認為是最難克隆的動物之一。
2017年5月28日，我和我的團隊成功培育出了中國第一隻基因編輯克隆犬「龍龍」。
「龍龍」為何物？
基因編輯克隆犬與正常犬有什麼區別呢？
顧名思義，基因編輯克隆犬，首先它是一隻基因編輯犬，即其基因組中的遺傳信息已人為「編輯」過；其次，它還是一隻克隆犬，即完全由體細胞發育而來，而不是正常的精子與卵子結合發育而來。與正常狗相比，體細胞克隆狗是沒有「爸爸」、「媽媽」的，它只是另一隻狗的「複製」體。基因編輯克隆犬是基因編輯與克隆技術相結合的產物，它不同於傳統的體細胞克隆犬。傳統體細胞克隆犬，其用於克隆的體細胞遺傳信息是完整的，與正常犬無任何差別，而基因編輯克隆犬的遺傳信息是不完整的，已經被人為「編輯」過。
有了基因編輯技術，就可以構建各種疾病的動物模型，從而服務於對人類疾病的研究。再通過克隆技術本身所具有的優勢，可以在短時間內獲得大量具有相同遺傳信息的個體。基因編輯犬完成後，篩選具有較好表型的基因編輯犬進行克隆，從而實現基因編輯犬的大量「複製」，即將CRISPR/Cas9基因編輯技術與克隆技術相結合，實現犬的基因編輯克隆。這樣可以對犬的基因組進行編輯，又可以短期內獲得大量同一基因編輯類型的克隆犬。「龍龍」就是基因編輯技術與體細胞克隆技術完美結合的產物，這也是世界首例基因編輯克隆犬。
基因編輯克隆犬的應用前景
一是可以構建疾病模型。
有了基因編輯技術及犬的體細胞克隆技術，我們可以構建犬的疾病模型，模擬人類疾病的發病過程，從而研究疾病的發病機理及疾病治療的新藥研究。比如，beagle犬是一種實驗用犬，體型較小，在毒理學、藥理藥效學研究中運用很普遍，是藥物臨床試驗前指定的實驗動物。同時，犬有幾百種遺傳疾病與人類的遺傳疾病相似，而且犬作為模式動物在核酸序列的保守性方面比小鼠更接近人。在基因編輯克隆犬出現之前，藥物研究主要用於檢測其安全性，有了犬的基因編輯克隆技術後，就可以獲得各種疾病模型犬，從而可以對藥物的有效性進行檢測。
此外，犬是非常理想和成熟的實驗動物，與人類在營養代謝、生理解剖等方面有很多相似點，而且相比豬、猴子等動物，狗更溫馴，配合度高。值得一提的是，在治療帕金森症、自閉症、糖尿病等方面，也可以建立犬疾病模型，以進行藥物篩選，推動新藥的研製。
二是可以克隆工作犬。
除了疾病模型，克隆犬還有多種用途，首先是克隆優良工作犬，如搜救犬、緝毒犬、導盲犬等。這些犬有特殊的技能，遺傳因素影響比較大，而訓練起來又非常難。據報導，「9·11」事件中的「英雄」搜救犬，就曾被克隆出來。因此，有了犬的克隆技術之後，就可以對一些優秀的工作犬進行克隆，使它們的優秀性能得以保存下來。
基因編輯技術還可以讓工作犬具備某些特殊的工作技能，如藉助基因編輯技術可以使狗具有抗疲勞的特性，奔跑能力更強，或是嗅覺變得更靈敏等。再通過克隆技術即可獲得大量具有特殊性能的工作犬，從而可以減少大量培育及訓練工作。
三是可以克隆寵物犬。
對愛養寵物的人來說，選擇自己最喜歡的寵物犬將不再是奢侈的夢想。有報導顯示，韓國有公司推出寵物克隆服務，每隻克隆小狗的價值約為10萬美元，價格不菲。狗的壽命大約1215年，若能實現寵物犬的克隆，將會實現寵物犬一生的陪伴。
成就與困難
近年來，中國犬基因編輯技術不斷發展，成果顯著。2016年12月29日世界首例動脈粥樣硬化疾病模型犬「蘋果」誕生。不久，另一隻APOE基因敲除犬「葫蘆」誕生。
「蘋果」與「葫蘆」的誕生標誌著中國在犬的基因編輯方面已處於世界領先水平。之後研發人員用「蘋果」的細胞進行體細胞克隆，多次實驗後，2017年5月28日世界首例基因敲除體細胞克隆犬「龍龍」誕生。這標誌著中國成為繼韓國之後第二個獨立自主掌握犬體細胞克隆技術的國家，同時首次實現犬基因敲除體細胞克隆。
可以說，在犬基因編輯技術方面，中國已經有了相當的技術積累。尤其在犬的發情鑑定、卵母細胞獲取等方面，我們擁有一整套成熟的方法。這些都是我們技術上的優勢。犬基因編輯+體細胞克隆，其應用前景廣闊，並且該項技術完全由我們獨立自主掌握。
同時，不可否認，目前我們的研究還有很多困難亟需突破。
一是犬克隆技術難度大。主要原因是犬的生殖生理特點與其他動物不同，包括發情周期長、卵母細胞體內成熟、排卵數量少、胚胎體外培養及超數排卵技術不成熟等；同時，克隆本身效率也不高，這就需要一個較大規模的動物群體才能開展犬的基因編輯及克隆研究。而這些都增加了克隆犬的難度。
二是研究基礎薄弱。與國外相比，犬基因編輯及體細胞克隆相關的基礎研究都相對薄弱，還有很多技術問題目前都無法解決；同時，資源的缺乏也使相關的研究困難重重。最主要的是人力資源的缺乏，從事犬基因編輯及克隆研究的人員較少，從而使得這方面的研究進展十分緩慢，需要國家在這方面做進一步的支持。
（作者系中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員、「龍龍」項目負責人）
什麼是基因編輯技術？
要了解「龍龍」，首先要弄懂什麼是基因編輯技術。基因編輯技術是指能夠讓人類對目標基因進行「編輯」，實現對特定DNA片段的敲除、敲入等。在過去幾年中，以鋅指核糖核酸酶（ZFN）和轉錄激活樣效應因子核酸酶（TALEN）為代表的序列特異性核酸酶技術以其能夠高效率地進行定點基因組編輯，在基礎研究、基因治療和遺傳改良等方面展示出了巨大的潛力。而成簇規律間隔短回文重複（CRISPR/Cas9）技術問世以來，展現出其他基因編輯技術無法比擬的優勢，技術不斷改進後，更被認為能夠在活細胞中最有效、最便捷地「編輯」任何基因。目前已成功在狗、牛、羊、豬、兔、小鼠、大鼠等動物及人類胚胎中實現基因編輯。
來源：2017年9月6日出版的《環球》雜誌 第18期
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