揭秘世界首例基因编辑克隆犬中国诞生记：智商高，可批量生产
视频告诉你世界上第一只基因编辑克隆狗是如何诞生的 (02:07)
在北京西诺谷生物科技有限公司的繁育实验室里，一只黑、白、黄的小狗正在吸吮“妈妈”的乳汁。然而生下它的却是一位代孕妈妈——一只普通的小猎犬；其供体细胞来自世界上第一只人类基因编辑疾病模型狗“苹果”。
这只名叫“龙龙”的小狗可不简单。它是我国第一只完全自主繁育的体细胞克隆狗，也是世界上第一只基因编辑克隆狗。
全球首只基因编辑克隆狗“龙龙”
听到这里你是不是头晕了？通俗地说，就是人们敲入或敲除狗体内的某个基因，以“定制”它的功能；然后将其作为模型进行复制或“批量”生产，即克隆。这在我国乃至世界都是首次。
“这标志着我国成为继韩国之后第二个独立掌握犬类体细胞克隆技术的国家。”中国科学院广州生物医药与健康研究所研究员赖良学告诉科技日报记者。
通过“基因编辑+克隆”技术，狗可以变得“好看”、智力高、嗅觉敏锐、肌肉发达、咬合能力强、不怕苦、不怕疲劳。同时，这样的狗还可以“给我一打”。
据此推论，“定制”动物可以实现“批量”复制。
不过，仔细想想，“定制+克隆”会不会“复制”人呢？这样的克隆会带来风险吗？ “龙龙”是如何孕育出来的？
带着这些问题，科技日报记者进行了专访。
基因编辑、魔法剪刀
这是一个精彩的故事。先从“龙龙”的捐赠者“苹果”说起。 “苹果”是一只雄性小猎犬，于2016年12月29日出生。20天后，另一只小猎犬“葫芦”也顺利出生。经过近半年的观察和测试，两只小狗都出现了一些典型的动脉粥样硬化症状，比如脂质代谢紊乱、高脂血症等，这正是研究人员希望看到的。 “苹果”由此成为世界上第一只动脉粥样硬化疾病模型狗。
动脉粥样硬化是老年人的常见病。在众多的疾病因素中，有一个关键基因叫做APOE，它在脂质运输和代谢中发挥着重要作用。如果狗体内的APOE基因被敲除，它们的血浆胆固醇就会升高并诱发动脉粥样硬化病变。 “苹果”这个名字也是源于这个基因的发音。 “苹果”和“葫芦”的这个基因被剔除。它们本身可能是不幸的，但作为疾病模型动物，它们可以被人类用来研究疾病的机制和验证新药的疗效。
克隆捐赠犬“苹果”
那么，如何在需要时提供功能基因，而不是在不需要时提供功能基因呢？研究人员使用了最近在生物学中非常流行的最新第三代基因编辑技术/Cas9。具有构建简单方便、基因打靶效率较高的特点。目前，世界各地的科学家已利用该技术成功制造出基因编辑的牛、羊、猪、兔、小鼠、大鼠等动物，以及人类胚胎。
这并不是我们第一次尝试在狗身上实现基因敲除。 2015年，赖良学获得了世界上第一只基因靶向狗。通过敲除犬类肌肉生长抑制素基因，它变得比普通狗肌肉更加发达。其中一只狗因此被命名为“大力神”。
基因敲除狗“大力神”（左）
这一科研成果为基因编辑犬的制备开辟了新方法。随后，新诺谷公司赖良学带领的科研团队利用该技术敲除犬类APOE基因，并首次应用于人类遗传病犬类模型的培养，并取得成功。
很多动物都被克隆了，为什么还剩下狗呢？
有了“苹果”之后，研究人员开始从体细胞中克隆它。由于体细胞克隆技术可以一次性培育出一批遗传背景相同、年龄相近的实验犬，可以更有效地筛选出疗效显着的新药，于是“龙龙”诞生了。
代孕犬B超图像
事实上，克隆并不是什么新鲜事。 1996年第一只体细胞克隆羊“多莉”诞生后，小鼠、牛、山羊、猪、猫、兔、骡、马、大鼠等哺乳动物的体细胞克隆均已获得成功。然而，狗的克隆一直没有实现，因为狗被科学界普遍认为是最难克隆的动物之一。
“在模型动物中，狗的使用历史比猪更长。但由于犬克隆技术的不成熟，犬疾病模型工作一直无法推广。”赖良学介绍。
直到2005年，韩国科学家黄佑硕才成功培育出体细胞克隆狗。黄宇硕？是的，没错，他是因干细胞造假而跌落神坛的学术大师，但他对克隆狗的贡献还是有目共睹的。他研发的克隆狗的“绝活”让韩国十多年来成为“世界上最骄傲的国家”。
犬的卵母细胞在输卵管中成熟，质量较差，增加了克隆的难度。
但这种垄断终于被中国人打破了！希诺谷公司先后攻克了犬体细胞系建立、卵母细胞供体犬发情鉴定等技术难点，建立了具有自主知识产权的犬体细胞克隆技术平台。 “我们通过优化体细胞克隆技术平台，提高了犬克隆胚胎的着床效率。植入效率最高的是7个胚胎，5个胚胎成功着床，最终诞生了两只健康的克隆狗。”据南都报道韩国，至少要移植12个胚胎才能生出克隆狗。另外，目前我国克隆狗的怀孕率在50%左右，比韩国还要高。”冯冲博士说。 ，谁正在从事这项工作。
基因编辑+克隆=无限可能？
开发这样的技术有什么用呢？中国农业大学兽医学院石振生教授认为，最重要的是它的生物学意义。 “它增加了我们对生命科学，尤其是克隆的理解。”
“基因编辑技术对动物性状的干预，克服了克隆动物本身造成的生理缺陷，按照人类的意愿朝着更好、更健康的方向发展。”赖良雪说道。
说了这么多，说实话吧！克隆这样的狗能做什么？
目前主要应用领域为疾病模型犬、工作犬和宠物犬。
全球首只基因编辑疾病模型狗“苹果”。科技日报记者 洪星 摄
“基因编辑疾病模型犬具有很大的优势，将为人类医学和遗传疾病的研究做出贡献，也将促进兽医学的发展。”石振生表示，狗是非常理想、成熟的实验动物，在营养代谢方面与人类密切相关。 、生理解剖学等方面有很多相似之处。狗有900种遗传疾病，其中400多种与人类基因相似。而且狗性格温顺，易于控制和合作，因此是药物筛选的主要动物之一。
冯冲介绍，传统的犬疾病模型制备方法主要有饲养法、机械损伤法和免疫学方法，它们以健康动物为基础，采用特殊方法诱发疾病表型；而对于狗来说，基因组是经过基因编辑的，疾病症状是主要症状，表型持续很长时间，并且具有遗传性。后代疾病模型犬可以通过自然繁殖获得。
“目前已有一些制药公司与我们联系，公司预计在2017年获得针对自闭症等5至6种疾病的模型犬。”西诺谷联合创始人米继东透露。
基因编辑克隆狗的另一个应用领域是缉毒犬、搜救犬、军犬、导盲犬等工作犬市场。工作犬过去是自然繁殖的。优良品种选拔困难，需求量大，成本高。一只工作犬的价格从10万到100万元不等。但如果编辑后的狗能够以精简的方式大量生产，成本将会大大降低。目前韩国已经开放了这个市场。
全球首只基因编辑克隆狗“龙龙”
“狗的寿命一般只有十几年，克隆狗可以在一定程度上延续主人对已故宠物狗的感情。”石振生表示，在宠物狗克隆方面，韩国和美国都有先例。
在韩国，黄宇硕以各种方式向个人或机构赠送了数百只克隆狗。米继东对中国的克隆宠物狗市场也充满信心：“韩国一只克隆狗的价格是10万美元，凭借我们稳定的技术体系和商业推广，达到一定规模后，预计成本可以降低一半。”规模。 ”
不过，近年来，韩国企业开始进军中国克隆动物商业市场。中国本土企业能否参与竞争还有待观察。
“定制+克隆”是否存在风险？
基因编辑叠加在克隆技术之上。这样的克隆会带来风险吗？这会损害动物福利吗？
“克隆动物的研究和探索是生命技术探索的一部分。”赖良学研究员认为。
“基因编辑和克隆技术都存在科学和伦理风险。”赖亮表示，在科学研究层面，克隆动物可能会导致发育异常，甚至过早死亡。人类还没有完全理解这些问题，距离理解还很远。答案还远未可知，但这值得科研人员讨论和研究。
研究人员在实验室进行犬体细胞核移植实验。科技日报记者 洪星 摄
“在伦理方面，特别是在克隆人类胚胎方面，世界各国都有严格的法律规定。克隆人类胚胎只能在体外培养，严禁植入子宫。人类生殖性克隆在全球范围内都是被禁止的。”在美国从事此类活动是违法的，人类胚胎克隆技术只能用于治疗性克隆等基础研究，而这在一些国家是允许的。”
对于维护实验动物福利，培育出全球第一只基因编辑克隆狗的西诺谷生物科技有限公司负责人赵建平表示，我国对实验动物有严格的管理方法和规定，有专门的管理机构。动物基本没有受到伤害。不过，他也指出，目前对于克隆实验动物尚无明确的管理规定。
这就是促进克隆狗繁殖的方式
近日，我国第一只完全自主繁育的体细胞克隆犬诞生。值得注意的是，这只克隆狗是一家民营生物科技创新公司利用自有资金和独立技术平台培育出来的。
起初，由于克隆狗技术长期被韩国垄断，该公司最初与韩国进行了沟通，但对方不愿转让这项独家技术。中国能造出自己的克隆狗吗？当他们咨询克隆行业领军人物陈大元研究员时，得到的答案是：“很难做，但可以尝试。”于是他们决定成立自己的科研团队，从事基础研究。
在此期间，该公司与中科院广州生物医药与健康研究所赖良学研究员组成科研团队，终于在一年多的时间里突破了克隆狗的技术瓶颈。
赖良学已培育出50多种转基因猪。 2015年，他成功培育出一只基因目标狗。“不过，这并不是我主动做的事情，”他谈到一个有趣的现象时说道。 “经常有其他科研单位或公司接洽，他们提出需求，我参与研发。”
“从科研到应用，还需要企业参与，推向市场很难，转化又是重复性工作，我的精力不在这里。”赖良学坦言，作为一名从事基础研究的研究员，工作的兴奋点在于探索机制。 ，“做别人没有做过的事”而不是转化成果和商业推广。 “如果有需求，我们可以形成产学研用一体化，把科技成果从实验室推向市场。”
“因此，科研人员和企业必须形成规模化的合作，只有稳定的团队，才有高效的实验进展、科研和市场的预期。”陈大元说道。
（原标题：记者重访中国克隆狗繁育实验室，揭秘全球首只基因编辑克隆狗诞生细节）