發光猴子誕生!日本科學家突破靈長類基因改造技術
日本研究團隊近期運用非病毒的「piggyBac」轉位子系統,成功改造食蟹猴的基因,這項突破性進展將能建立更精準的疾病模型,大幅推進靈長類基因工程的研究程序。
過往科學界在進行非人靈長類動物的基因改造時,多半仰賴病毒載體來傳遞基因,但這種方式存在諸多限制。如今日本學者首度採用非病毒技術,將人工植入的轉基因成功匯入食蟹猴體內,為相關領域樹立重要里程碑。
雖然小鼠等小型動物模型在研究中相當普遍,但對於人類複雜疾病的模擬效果往往不盡理想,特別是在傳染病與神經精神疾病等領域。因此,非人靈長類動物已成為生物醫學研究的關鍵模型。然而這類動物的基因改造技術始終面臨重大挑戰,例如病毒載體法不僅需要高等級生物安全設施,其攜帶大片段基因的能力也相當有限。更棘手的是,這種方法難以在胚胎植入前精確篩選出基因改造成功的個體。
為突破這些限制,研究團隊捨棄傳統的病毒載體,改採非病毒的piggyBac轉位子系統。轉位子是能在基因組中移動位置的DNA序列,由於能將遺傳物質穩定整合到宿主DNA中,已成為基因工程的重要工具。
相較於傳統病毒載體,piggyBac系統具有多重優勢:不僅能攜帶更大型的轉基因,還能在胚胎發育早期確認改造是否成功。這項特性讓研究人員能在胚胎植入前進行更有效率的篩選,大幅提高培育出帶有目標性狀轉基因動物的成功率。
運用這項創新技術,團隊成功培育出轉基因食蟹猴。這些猴子體內廣泛表現出螢光報告基因,其中紅色螢光蛋白定位於細胞膜,綠色螢光蛋白則集中在細胞核。經檢驗證實,轉基因已穩定匯入所有受檢組織(包括生殖細胞),顯示piggyBac系統在建立靈長類轉基因模型方面具有巨大潛力,未來將能突破傳統囓齒類模型的限制,更精準地研究人類疾病。
主導這項研究的塚山智之博士強調:「我們的方法為非人靈長類轉基因技術開闢了實用且高效的途徑,有望為複雜人類疾病研究帶來新突破。」研究團隊下一步計劃擴充套件該系統的應用範疇,包括多重基因表現與精準轉基因調控,同時也將探索表觀遺傳資料的整合可能性,從分子層面深入解析基因表現的調控機制。
這項發表於《自然通訊》期刊的突破性研究,將幫助科學家探索囓齒類模型無法觸及的疾病機制,最終提升人類對複雜健康問題的理解深度。