據(jù)報道，一個由美國明尼蘇達州羅徹斯特市梅奧診所研究人員領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組，開發(fā)出一種高效的基因組改編方法，可對斑馬魚基因組進行精確定位的剪切替換，用于各種研究目的。該研究首次實現(xiàn)了對斑馬魚基因組分的自定義修改，幫生物醫(yī)學(xué)家克服了魚類不能作為人類疾病模型的障礙。相關(guān)論文發(fā)表在今天的《自然》雜志網(wǎng)站上。

在脊椎動物生物學(xué)和人類疾病研究中，斑馬魚是主要實驗對象。它們透明、體外受精、生殖周期短、生長迅速，這些特點讓人們能密切跟蹤其活體胚胎發(fā)育，研究其基因表達和功能。但在定位基因修改方面，卻效率不高。

研究人員用一種人工改良的酶TALENs（人工轉(zhuǎn)錄激活因子樣感受器核酸酶），瞄準(zhǔn)一段基因序列的目標(biāo)位置，切下該處DNA片斷，用人工DNA來替換。在研究人員所插入的人工序列中，其中一段還有一個基因開關(guān)，能立刻打開或魚成熟后才打開，以檢驗該基因在早期發(fā)育和后期生命中的作用。

“利用這種TALENs基因設(shè)計工具和合成DNA，能讓魚的基因組產(chǎn)生明確改變。我們能做出僅有幾個核苷酸的小改動，也能在生物基因開關(guān)程序中增加特殊序列?！闭撐母呒壸髡?、領(lǐng)導(dǎo)該研究的梅奧診所分子生物學(xué)家斯蒂芬·?？苏f，“這是首次我們能對斑馬魚基因組進行自定義修改。”

倫敦大學(xué)學(xué)院發(fā)育生物學(xué)就詹森·里海爾說：“這種直接修改原有基因序列的能力，讓我們能精確控制相關(guān)基因，為復(fù)雜疾病造出斑馬魚模型?！?/SPAN>

此前也有研究用ZFNs（鋅手指核酸酶）、嗎啉代（一種基因調(diào)控分子）和TALENs對活動物基因組進行過定位修改，而埃克和同事首次將人工TALENs用于活斑馬魚幼魚的基因組改編。相比之下，TALENs比ZFNs和嗎啉代有更多優(yōu)勢：TALENs更加便宜高效；ZFNs只能瞄準(zhǔn)特殊序列，而TALENs有能力瞄準(zhǔn)任意DNA序列；嗎啉代的功效是暫時性的，TALENs能做出永久性修改，用其做誘導(dǎo)變異分析可以更快，在某些實驗中，他們發(fā)現(xiàn)對幼魚注射后立刻就能看到效果。

“據(jù)我們所知，這種TALENs工具包也是迄今為止最為活躍的，這對擴大TALENs的應(yīng)用領(lǐng)域非常重要?！卑？苏f，該技術(shù)還能用在其他生物體中，在干細(xì)胞研究中也有應(yīng)用前景。“雖然我們的研究集中在斑馬魚，在其他模型系統(tǒng)如大鼠、小鼠、蒼蠅和蠕蟲中，該方法也有顯著影響?！?/SPAN>