转基因鸡也来了!使用基因组编辑技术让鸡蛋大量包含有用重组蛋白

新技术 2018年07月20日
日文

日本产业技术综合研究所(以下简称“产综研”)与农业食品产业技术综合研究机构共同开发出了培育转基因鸡的技术,转基因鸡的鸡蛋清中含由大量有用重组蛋白。今后,通过培育各种基因敲入鸡,除人干扰素β外,还有望以极低的价格大量生产生物药品和酶蛋白等昂贵的有用重组蛋白。

具体研发成果已于2018年7月5日发布在《科学报告》(Scientific Reports)上。

转基因鸡

此次培育的人干扰素β基因敲入鸡

转基因鸡

基因敲入鸡的含干扰素β的鸡蛋(蛋清浑浊)

转基因鸡

普通(野生型)鸡蛋
(蛋清透明)

研究内容

此次,研究人员利用基因组编辑技术,对分化精子和卵子的原始生殖细胞进行基因敲入,以该细胞为基础,培育了蛋清中产生人干扰素β的基因敲入鸡。图1是基因敲入鸡的培育方法。

首先,从公鸡的早期胚胎血中分离和培养原始生殖细胞,利用作为基因组编辑技术之一的CRISPR-Cas 9方法,在细胞卵清蛋白基因的翻译起始点,敲入人干扰素β基因作为有用蛋白基因的模型。

将该细胞移植到其他公鸡的早期胚胎后进行孵化(第0代),生长后产生了卵清蛋白基因座中敲入人干扰素β基因的精子。使该基因敲入公鸡与野生母鸡进行交配,下一代(第1代)就孵化出了基因敲入母鸡或基因敲入公鸡。

孵化的所有基因敲入母鸡持续生产了5个多月的鸡蛋,蛋中含30~60mg人干扰素β。含人干扰素β的鸡蛋未孵化,没能通过基因敲入母鸡获得下一代,但通过使基因敲入公鸡与野生母鸡交配,孵化出了下一代(第2代)基因敲入母鸡或基因敲入公鸡。

第2代母鸡全部与第1代一样,生产了含30~60mg人干扰素β的鸡蛋,这表明可以利用基因敲入鸡稳定地大量生产重组蛋白。第3代以后的基因敲入鸡也一样,这表明可以长期世代生产重组蛋白,而且通过繁殖还能扩大重组蛋白的生产规模。

蛋清中所含的人干扰素β相对于总量只有5%左右的活性,但通过对人干扰素β蛋白进行简单的变性和复性操作,可以恢复100%的活性,预计与市售试剂具备同等的性能。另外,蛋清含人干扰素β的鸡蛋在数量和大小方面与野生鸡蛋相比存在减少的倾向,不过基因敲入鸡的健康未发现异常,与野生鸡在寿命上没有差别。

转基因鸡

图1:通过基因组编辑培育生产有用蛋白的基因敲入鸡的方法

文 客观日本编辑部

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