中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員、吉林大學(xué)動(dòng)物醫(yī)院學(xué)院教授賴良學(xué)博士與美國(guó)密西根大學(xué)王忠教授合作，獲得了世界首例ROSA26定點(diǎn)基因敲入豬模型。利用該模型豬，成功地實(shí)現(xiàn)重組酶介導(dǎo)的基因交換，從而解決了一直困擾轉(zhuǎn)基因豬研究領(lǐng)域的效率低下、表型不確定的問(wèn)題，該成果的獲得將極大地推動(dòng)轉(zhuǎn)基因豬在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。研究成果于2月7日在線發(fā)表在Cell Research上。 

　　轉(zhuǎn)基因豬在農(nóng)業(yè)新品種培育和生醫(yī)藥研究中具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。長(zhǎng)期以來(lái)由于缺乏豬胚胎干細(xì)胞，轉(zhuǎn)基因豬的制備主要依賴于體細(xì)胞基因修飾和體細(xì)胞核移植技術(shù)。目前對(duì)體細(xì)胞的基因修飾主要通過(guò)將外源基因隨機(jī)插入豬基因組，因此外源基因在豬基因組中的整合位點(diǎn)和拷貝數(shù)不可控，從而導(dǎo)致外源基因豬體內(nèi)表達(dá)不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)基因豬個(gè)體之間表型不均一，因此限制了轉(zhuǎn)基因豬的培育與應(yīng)用。 

　　本研究團(tuán)隊(duì)首先在豬基因組中找到了一個(gè)特殊基因位點(diǎn)：ROSA26，處在這個(gè)位點(diǎn)后的基因會(huì)廣泛表達(dá)于所有組織和細(xì)胞中。在過(guò)去的20年中，通過(guò)對(duì)小鼠Rosa26基因位點(diǎn)的修飾，獲得了一系列Rosa26小鼠模型，并在發(fā)育生物學(xué)以及干細(xì)胞研究中發(fā)揮了巨大的作用，目前該位點(diǎn)僅在人胚胎干細(xì)胞和大鼠中被鑒定和修飾，尚未在大動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用。 

　　研究人員利用TALEN介導(dǎo)的基因敲入技術(shù)，成功地構(gòu)建了世界上第一個(gè)ROSA26定點(diǎn)敲入Cre重組酶報(bào)告基因的大動(dòng)物模型。該動(dòng)物模型將可在豬體內(nèi)世系追蹤各類干細(xì)胞的分化和再生，為揭示和人類干細(xì)胞相關(guān)的疾病機(jī)理和實(shí)施干細(xì)胞治療提供寶貴的大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 

　　在此基礎(chǔ)上，研究人員李小平及合作者巧妙設(shè)計(jì)，在ROSA26位點(diǎn)引入一對(duì)異源loxp位點(diǎn)，經(jīng)重組酶介導(dǎo)的基因交換，成功將EGFP基因替換為紅色熒光蛋白tdTomato基因，由此又獲得了世界上第一個(gè)重組酶介導(dǎo)的基因交換大動(dòng)物模型。利用該模型，研究人員可以將任意基因通過(guò)重組酶介導(dǎo)的基因交換插入到ROSA26位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)目的基因在大動(dòng)物所有組織中的無(wú)差異表達(dá)。同時(shí)由于重組酶介導(dǎo)的基因交換無(wú)需藥物篩選即可獲得，從而使獲得的轉(zhuǎn)基因豬不攜帶外源的藥物抗性基因，可去除轉(zhuǎn)基因豬農(nóng)產(chǎn)品的生物安全和食品安全隱患。 

　　該研究獲國(guó)家科技部“重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃”和美國(guó)國(guó)家健康研究院（NIH）資助。

R O S A 26轉(zhuǎn)基因小豬