轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（GM）在基因功能和人類疾病研究中起到了重要的作用。CRISPR-Cas是一種強(qiáng)大的基因組編輯工具，注射到受精卵之后可以生成相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。不過(guò)，用CRISPR在受精卵中靶向敲入（KI）大片段并不容易。

日本京都大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在一月二十日的Nature Communications雜志上發(fā)表文章，展示了一種在受精卵中實(shí)現(xiàn)CRISPR大片段敲入的簡(jiǎn)單策略。文章的通訊作者是日本京都大學(xué)的Tomoji Mashimo。

研究人員將CRISPR-Cas與單鏈寡聚脫氧核苷酸（ssODN）結(jié)合起來(lái)，在大鼠基因組中進(jìn)行了有效的基因敲入。他們把引導(dǎo)RNA（gRNA）、Cas9信使RNA和長(zhǎng)ssODN注射到大鼠受精卵，在基因組的Thy1位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了GFP敲入。研究人員還使用兩個(gè)gRNA和兩個(gè)短ssODN，通過(guò)ssODN介導(dǎo)的末端接合（end joining）敲入質(zhì)粒DNA，包括200 kb的BAC。研究指出，ssODN介導(dǎo)的CRISPR敲入適用于任何靶位點(diǎn)和載體，而且非常簡(jiǎn)便不需要構(gòu)建同源臂。

轉(zhuǎn)基因豬在農(nóng)牧業(yè)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著舉足輕重的作用，可以為人類提供更高質(zhì)量的食物，也能作為動(dòng)物模型幫助人們理解和治療疾病。然而，生成轉(zhuǎn)基因豬是一個(gè)漫長(zhǎng)而低效的過(guò)程，這大大阻礙了轉(zhuǎn)基因豬模型的實(shí)際應(yīng)用。2015年9月，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所的李奎教授領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一項(xiàng)突破性成果。他們首次結(jié)合CRISPR/Cas9與體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得了位點(diǎn)特異性的基因敲入豬模型。

著名遺傳學(xué)家George Church正在追求一種新轉(zhuǎn)基因技術(shù)，gene drive。這種技術(shù)能把外源基因快速引入動(dòng)物群體，并由此消除相關(guān)疾病，或者對(duì)害蟲(chóng)和入侵物種進(jìn)行控制。然而，有不少人擔(dān)心gene drive會(huì)給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)難以估量的危害。為了闡明以CRISPR為基礎(chǔ)的gene drive技術(shù)，回應(yīng)公眾對(duì)這一技術(shù)的擔(dān)憂，2014年08月Church、Esvelt等人在eLife和Science雜志上接連發(fā)表了兩篇文章。文章介紹了gene drive的應(yīng)用潛力，可能的環(huán)境影響以及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理。

盡管轉(zhuǎn)基因生物的風(fēng)險(xiǎn)有被夸大之嫌，但轉(zhuǎn)基因逃逸的確可能擾亂生態(tài)系統(tǒng)，因此科學(xué)家們一直致力于打造牢靠的生物防線。George Church的研究團(tuán)隊(duì)在2015年1月的Nature雜志上發(fā)表文章，向人們展示了解決這個(gè)問(wèn)題的新方案。他們對(duì)E. coli菌株進(jìn)行遺傳學(xué)改造，將一種人工合成的氨基酸整合到基因組的多個(gè)位點(diǎn)。缺乏這種氨基酸，細(xì)菌就不能將RNA翻譯成正確折疊的蛋白。這種人造氨基酸不存在于自然界中，E. coli本身也無(wú)法合成它，只能從特殊的人工培養(yǎng)基中獲得。