基因編輯改良羅非魚皮膚，提升觀賞性或擴(kuò)大商業(yè)價(jià)值

“使用 CRISPR-Cas9系統(tǒng)進(jìn)行基因組編輯以生成尼羅羅非魚的純紅色種系”。

相關(guān)論文

這是以色列的農(nóng)業(yè)研究組織（ARO）的科學(xué)家們利用CRISPR-Cas9基因組編輯工具創(chuàng)造的一種新的羅非魚品種，這種羅非魚不會(huì)在皮膚上出現(xiàn)顏色不均的斑點(diǎn)，而是獲得了的比較統(tǒng)一的誘人的紅色皮膚，這或許可以提升其觀賞或者商業(yè)價(jià)值。

隨著世界各地人口的持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)食物的需求也在不斷增長(zhǎng)。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在受控的條件下培育出淡水和咸水生物，從而提供可持續(xù)的食物來源。尼羅羅非魚是全球排名前五的水產(chǎn)養(yǎng)殖魚類之一。

近年來，市場(chǎng)對(duì)紅羅非魚的需求不斷增加。然而，天然紅羅非魚表型在遺傳上不穩(wěn)定并受環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致顏色不均勻，帶有黑色或深紅色斑點(diǎn)。

羅非魚生魚片

ARO動(dòng)物科學(xué)、家禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖部門的研究科學(xué)家、該研究的通訊作者Jakob Biran博士說：“這些發(fā)現(xiàn)表明，基因組編輯有助于改良市場(chǎng)上比較受歡迎的品種，并可對(duì)原始的表型追本溯源?！?/p>

“雖然大多數(shù)基因組編輯的目標(biāo)是產(chǎn)生新的表型，但我們展示了CRISPR-Cas9方法的微妙，使其來誘導(dǎo)小的基因組插入，最終導(dǎo)致不需要的表型缺失，從而在食用魚中產(chǎn)生具有高商業(yè)價(jià)值的強(qiáng)大表型?！?/p>

在本研究中，描述了通過誘導(dǎo)slc45a2基因突變、功能喪失產(chǎn)生穩(wěn)定且可遺傳的紅羅非魚表型。溶質(zhì)載體蛋白家族45成員A2（SLC45A2）是一種介導(dǎo)黑色素生物合成的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不管在魚類還是人類的進(jìn)化上保守性都比較強(qiáng)。Biran的小組設(shè)計(jì)了slc45a2序列的特定引導(dǎo)RNA并將其顯微注射到單細(xì)胞尼羅羅非魚胚胎中，在受精卵中誘導(dǎo)皮膚和眼睛中黑色素的丟失，誘導(dǎo)白化率高達(dá)97%～99%。

slc45a2 -RNPs誘導(dǎo)的成年羅非魚突變的表型分析

他們對(duì)注射的魚胚胎進(jìn)行了測(cè)序，以確認(rèn)所有注射的胚胎都攜帶具有“不同程度突變效率”的slc45a2基因突變等位基因。通過對(duì)魚鰭、精子和第一代后代中的基因進(jìn)行測(cè)序，研究者建立了突變等位基因的種系傳遞構(gòu)架。

作者還展示了使用高分辨率熔融（HRM）曲線分析對(duì)雜合子后代進(jìn)行高通量表型篩選的方法，這些雜合子后代攜帶該基因的一個(gè)突變等位基因，但它們的表現(xiàn)型看起來像他們的野生型兄弟姐妹。HRM使Biran的團(tuán)隊(duì)能夠識(shí)別雜合子，然后將雜合子雜交產(chǎn)生白化紅羅非魚品系，其中slc45a2基因的兩個(gè)等位基因在種系中均發(fā)生突變。

這項(xiàng)研究結(jié)果突出了CRISPR-Cas9系統(tǒng)在尼羅羅非魚養(yǎng)殖中的應(yīng)用，在尼羅羅非魚中產(chǎn)生具有紅色表型的可遺傳和可追蹤的slc45a2 -/-等位基因可能會(huì)影響全球羅非魚養(yǎng)殖。不過，該品種仍將受到漁民、消費(fèi)者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)消費(fèi)級(jí)基因編輯魚的態(tài)度的檢驗(yàn)。（綜合整理報(bào)道）（編輯/多洛米）