从克隆到CRISPR:创造多莉的中心设计了抗流行病的动物

2025-04-12 07:55来源:本站

  

  

  “我是不是厌倦了回答有关多莉的问题?”一点也不,她是革命性的,”在爱丁堡附近经营罗斯林研究所的布鲁斯·怀特洛解释说。怀特劳穿着格子呢外套,打着领带,向EL PAíS问好,并解释了他的动物科学研究中心的新方向:“我们现在做的是了不起的科学,我们已经培育出了对猪繁殖和呼吸综合征有抵抗力的猪。由于这种疾病而破产的农民数量是巨大的。它有巨大的影响,我同意,但它不会像多莉那么大。她很独特。”

  尽管该研究所仍然与羊的名字联系在一起,羊是第一个从成年细胞克隆出来的哺乳动物,但他们早已完全放弃了动物克隆。他们现在致力于利用基因编辑的巨大力量——CRISPR技术,它以一种廉价、简单和令人难以置信的有效方式修改DNA——来创造更强壮的农场动物品种,抵抗不同类型的生产压力,如高温或干旱,最重要的是,抵抗疾病。

  罗斯林研究所研究的疾病构成了一长串困扰牲畜、家禽,有时甚至是人类健康的疾病,它们似乎直接来自《雾都孤儿》:猪繁殖和呼吸综合征、猪瘟、非洲猪瘟、禽流感、西尼罗河病毒、纽卡斯尔病,以及由细菌和复杂病原体(如弓形虫或锥虫)引起的疾病。人畜共患疾病的新爆发,即那些设法从动物传染给人类的疾病(例如今年夏天在美国受禽流感影响的奶牛场,迄今已有14人感染),再次证明了农场动物的健康与人类生活之间的密切关系。

  在参观该研究所期间,大约600只母鸡的咯咯声很快消失在苏格兰强大的夏日风中。虽然现在是夏天,但这里是苏格兰。国家鸟类研究中心是罗斯林皇冠上的一颗宝石。在那里,他们与来自伦敦帝国理工学院和皮尔布赖特研究所的遗传学家一起,培育出了世界上第一批对禽流感具有一定抵抗力的母鸡。近年来,这种疾病已导致全世界数亿只鸟类死亡,并已蔓延到海豹、海狮、牛和水貂等哺乳动物身上,并造成几人死亡,这可能是世界上已知的最严重的禽流感危机。

  科学家们利用CRISPR修改一个基因——负责产生一种叫做ANP32A的蛋白质,病毒在感染过程中劫持这种蛋白质——成功地确保了10只被修改过的鸟类中有9只在暴露于典型剂量的流感病毒时没有感染的迹象。然而,当暴露于高剂量时,10个人中有5个人——这群人的一半——被感染。

  “禽流感是对家禽种群的主要威胁。该论文的作者之一、罗斯林鸟类生殖技术主席Mike McGrew说:“接种疫苗对抗这种病毒带来了许多挑战,包括重大的实际和成本问题。”“相反,基因编辑为永久抵抗这种疾病提供了一条有希望的途径,这种途径可以代代相传,保护家禽,降低对人类和野生鸟类的风险。”McGrew和他的团队现在正试图通过对三种基因进行修改来培育鸡,这些基因已经在初步的实验室测试中显示出完全阻止病毒的能力。

  罗斯林研究所拥有约450名研究人员,在经历了一段时间的财政困难后,于2008年并入爱丁堡大学,现在位于爱丁堡以南约7英里的复活节布什兽医校区一栋闪闪发光的蛇皮建筑内。它被彭特兰山(Pentland Hills)光秃秃的山脉、汽车经销商和一排排一模一样的新房子包围着,就像克隆体一样。

  Dolly the first genetically copied sheep

  在研究所里,到处都是动物,甚至在主楼的门厅里,也有研究人员与鸡和猪的照片。外面,有一家兽医医院,一家马医院;一个创新中心,标志是一座17英尺高的钢制马头雕塑;当然,还有农场。在苏格兰的雨中,一望无际的草地永远是绿色的,多莉被隐藏在那里,不被窥探。怀特劳笑着说:“藏羊的最佳地点是在一群羊中间。”农场的工作人员把她惯坏了,她不得不节食。

  除了这些眼睛无法穿透的动物,罗斯林还在研究鸡、牛、啮齿动物和鲑鱼,但目前的明星之一是猪。Whitelaw和他的同事们培育出了能够抵抗猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)病毒的猪,这种疾病每年仅在欧洲就造成15亿欧元(16.5亿美元)的生产力损失。为此,他们使用CRISPR技术去除猪DNA的一小段片段,该片段导致细胞外部的受体CD163缺乏病毒进入细胞内部并繁殖所需的一种锚点。没有它,病毒就会反弹并停留在门口,无法释放感染。

  对怀特劳来说,“这些重大变化的挑战,即对基因组的操纵,是创造出和编辑之前一样健壮和多产的动物。”他强调说:“对于这些猪,我们所做的就是阻止病毒进入,其他一切正常。例如,如果你让动物对这种病毒产生抗药性,但由于某种原因,它们的寿命不会那么长,那么它就不再有效了。”

  抗pprs的猪现在在威斯康辛州麦迪逊市的Genus PLC拥有的农场里游荡,Roslin的团队已经获得了该产品的许可,他们正在获得美国食品和药物管理局(FDA)的批准。怀特劳乐观地认为,它们可能在今年年底前获得批准。“如果Genus在不久的将来在市场上出售这些猪的精液,它将产生巨大的影响。受PRRS感染的动物数量是数百万,数百万,数百万,许多农民因为这种疾病而破产,”罗斯林研究所所长说。

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