来自Milwaukee的消息，威斯康星医学院、Sangamo Biosciences、Sigma-Aldrich、Open Monoclonal Technology以及INSERM公司联合宣布使用zinc finger nuclease(ZFN)技术成功培育出首只靶基因敲除大鼠。
在7月24日出版的Science杂志上，研究人员描述使用ZFN技术来培育永久可遗传的基因突变大鼠，为后续开发人类疾病基因突变动物模型奠定基础。使用ZFN技术让上述动物模型的开发过程更快速，而且让研发人员能开发出除小鼠以外其他转基因动物。
威斯康辛医学院的人类和分子遗传学研究中心主任Howard Jacob博士说：“到目前为止，大鼠遗传学家缺乏一种可行的靶基因敲除技术来了解这些特定的基因功能。此项研究证明ZFN技术能省去许多繁琐的试验步骤，如核转(克隆)或胚胎干细胞等，并且让我们更加快速的培育出新的动物模型”。
这篇题为《经由胚胎微量注射锌指核酸酶创建基因剔除大鼠》的论文指出，科学家使ZFN技术在没有对其他基因造成重大影响下，敲除了一个插入的报告基因和两个大鼠天然基因。最重要的是，使用ZFN技术突变的大鼠后代同样带有突变基因，这证明该修饰是永久可遗传的。总之，这些实验结果证明能把ZFN技术利用于早期胚胎，并且能快速地在整个生物体中建立可遗传的基因敲除突变。
大鼠在许多生理特性上要比小鼠更接近人类，是建立人类疾病模型的理想对象。许多遗传特征表明：大鼠的约2.5万到3万个基因中的90%与人类和小鼠相似，其较大体形使其成为通过连续采样进行药物评估的理想模型。培育敲除突变基因的大鼠一直以来是一项重大挑战，但此项新技术将使大鼠在生理学、内分泌学、神经学、新陈代谢、寄生虫及癌症形成和发展的研究中发挥更大的作用。Jacob博士希望利用这些基因剔除大鼠更好地了解高血压、心脏病、肾功能衰竭和癌症等疾病的进程。
ZFN技术是一种可诱导生物体内的DNA在特定位置产生双链断裂的重组蛋白。这种双链断裂刺激细胞的天然DNA修复路径，并导致DNA序列中特定位置的变化。此前，锌指核酸酶技术曾用于剔除果蝇、蠕虫、人工培养的人体细胞及斑马鱼胚胎中的特定基因，现在正用于人体临床试验以治疗艾滋病。利用此项技术在哺乳动物胚胎中进行基因编辑则是首个成功的例子。
Sangamo公司的研发副总裁Philip Gregory,D.Phil说: “此项锌指核酸酶技术将可广泛适用于各类物种。使用标准实验室技术进行微量注射，锌指核酸酶技术为剔除细胞内和整个生物体内的基因提供了一个强大的工具。该技术将成为对细胞、植物和转基因动物进行基因改造的可行方案。”(生物谷Bioon.com)
生物谷推荐原始出处：
Science 24 July 2009:Vol. 325. no. 5939,P433.DOI: 10.1126/science.1172447
Knockout Rats via Embryo Microinjection of Zinc-Finger Nucleases
Aron M. Geurts,1,2,* Gregory J. Cost,3,* Yevgeniy Freyvert,3 Bryan Zeitler,3 Jeffrey C. Miller,3 Vivian M. Choi,3 Shirin S. Jenkins,3 Adam Wood,4 Xiaoxia Cui,4 Xiangdong Meng,3 Anna Vincent,3 Stephen Lam,3 Mieczyslaw Michalkiewicz,1,2 Rebecca Schilling,1,2 Jamie Foeckler,3 Shawn Kalloway,3 Hartmut Weiler,1,2 Séverine Ménoret,5 Ignacio Anegon,5 Gregory D. Davis,4 Lei Zhang,3 Edward J. Rebar,3 Philip D. Gregory,3 Fyodor D. Urnov,3 Howard J. Jacob,1,2,6,$Roland Buelow5,$
The toolbox of rat genetics currently lacks the ability to introduce site-directed, heritable mutations into the genome to create knockout animals. By using engineered zinc-finger nucleases (ZFNs) designed to target an integrated reporter and two endogenous rat genes, Immunoglobulin M (IgM) and Rab38, we demonstrate that a single injection of DNA or messenger RNA encoding ZFNs into the one-cell rat embryo leads to a high frequency of animals carrying 25 to 100% disruption at the target locus. These mutations are faithfully and efficiently transmitted through the germline. Our data demonstrate the feasibility of targeted gene disruption in multiple rat strains within 4 months time, paving the way to a humanized monoclonal antibody platform and additional human disease models.
1 Human and Molecular Genetics Center, Medical College of Wisconsin, Milwaukee, WI 52336, USA.
2 Department of Physiology, Medical College of Wisconsin, Milwaukee, WI 52336, USA.
3 Sangamo BioSciences, Incorporated, Richmond, CA 94804, USA.
4 Sigma-Aldrich Biotechnology, St. Louis, MO 63103, USA.
5 INSERM, UMR 643, CHU, Nantes, Université de Nantes, 44322 Nantes, France.
6 Department of Pediatrics, Medical College of Wisconsin, Milwaukee, WI 52336, USA.
7 Open Monoclonal Technology, Incorporated, Palo Alto, CA 94303, USA.
$ To whom correspondence should be addressed
* These authors contributed equally to this work.
