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基因編輯小牛表現(xiàn)出抗病毒能力-環(huán)球精選


(相關(guān)資料圖)

美國(guó)科學(xué)家首次培育出對(duì)牛病毒性腹瀉病毒(BVDV)具有抗性的基因編輯小牛,小牛對(duì)病毒的易感性顯著降低,并且沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的副作用。研究發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊·Nexus》上。

BVDV是影響全球牛群健康的最重要病毒之一,自1940年代首次被發(fā)現(xiàn)以來(lái),科學(xué)家們一直對(duì)其展開(kāi)研究。這種病毒不會(huì)影響人類(lèi),但在牛群中具有高度傳染性。

BVDV對(duì)懷孕的奶牛來(lái)說(shuō)可能是災(zāi)難性的,因?yàn)樗梢愿腥景l(fā)育中的小牛,導(dǎo)致自然流產(chǎn)和低出生率。一些受感染的小牛存活到出生并終生感染,再將大量病毒傳播給其他牛。盡管已有疫苗可用,但控制傳播依然是一個(gè)難題。

在過(guò)去的20年里,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致奶牛感染的主要細(xì)胞受體(CD46)以及病毒與該受體結(jié)合的區(qū)域。研究人員在最新研究中修改了病毒結(jié)合位點(diǎn)以阻止感染。

參與該項(xiàng)目的美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局肉類(lèi)動(dòng)物研究中心科學(xué)家表示,新研究的目標(biāo)是使用基因編輯技術(shù)稍微改變CD46,這樣它就不會(huì)與病毒結(jié)合,但仍會(huì)保留其所有正常的功能。

科學(xué)家們?cè)诩?xì)胞培養(yǎng)中看到有希望的結(jié)果后,使用CRISPR/Cas9系統(tǒng)編輯了牛皮膚細(xì)胞,在CD46受體中交換了6個(gè)氨基酸,培育出攜帶改變基因的胚胎。這些胚胎被移植到代孕奶牛體內(nèi),以測(cè)試這種方法是否也能減少活體動(dòng)物的病毒感染。

第一頭CD46基因編輯小牛“金格”已于2021年7月19日健康出生。小牛被觀察了幾個(gè)月,然后用病毒進(jìn)行“攻擊”以確定它是否會(huì)被感染。它與另一頭感染BVDV的小牛一起生活了一個(gè)星期,這頭小牛出生時(shí)就會(huì)傳播病毒。金格的細(xì)胞對(duì)BVDV的易感性顯著降低,且沒(méi)有觀察到不良健康影響。

BVDV并非罕見(jiàn)病毒,只要養(yǎng)牛業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家它均有流行,病毒性腹瀉甚至已成為美國(guó)牛場(chǎng)中的主要傳染病。如今這項(xiàng)概念驗(yàn)證研究,證明了通過(guò)基因魔剪顯著降低相關(guān)疾病負(fù)擔(dān)完全可行。鑒于BVDV感染也會(huì)引發(fā)其他細(xì)菌性疾病,因此這一成果還能減少養(yǎng)牛業(yè)中抗菌素和抗生素的使用,為人們提供更安全健康的乳制品或肉制品。但下一步,科學(xué)家們還要繼續(xù)密切觀察小牛金格在生產(chǎn)和撫養(yǎng)后代方面的能力。

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