精確基因編輯技術(shù)的終極潛能開始得以實(shí)現(xiàn)。來自中國的研究人員報(bào)告稱獲得了第一批攜帶定向突變的基因工程猴，這一里程碑成果為構(gòu)建出更現(xiàn)實(shí)的人類疾病研究模型提供了墊腳石。相關(guān)論文發(fā)表在1月30日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。
 

    來自南京大學(xué)模式動物研究所的黃行許（XingxuHuang）博士、南京醫(yī)科大學(xué)的沙家豪（JiahaoSha）教授、云南省靈長類生物醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室季維智（WeizhiJi）及其同事們，成功地利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對孿生的食蟹猴進(jìn)行了精確的基因修飾。在過去的一年里CRISPR/Cas9技術(shù)如暴風(fēng)般橫掃整個(gè)基因工程領(lǐng)域，研究人員已利用這一技術(shù)破壞了小鼠和大鼠的基因，但直至現(xiàn)在還沒有人在靈長類動物中獲得成功。
 

    麻省理工學(xué)院合成生物學(xué)家張峰（FengZhang）是CRISPR技術(shù)領(lǐng)域的先鋒人物，他表示：“這是重要的一步，它證實(shí)了這一系統(tǒng)正在起作用。”

    轉(zhuǎn)基因小鼠長期占據(jù)人類疾病模型的主導(dǎo)地位，部分原因在于科學(xué)家們已掌握了一種針對小鼠的基因編輯方法：利用同源重組來導(dǎo)入突變。由于小鼠能夠快速且大量地繁殖因而這種策略能夠起作用，但低同源重組率使得這種方法無法在諸如猴子等繁殖緩慢的生物中施行。

    日本慶應(yīng)義塾大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家HideyukiOkano說：“我們需要一些非人類靈長類動物模型。人類的神經(jīng)精神疾病很難在小鼠簡單的神經(jīng)系統(tǒng)中進(jìn)行**。”

    以往嘗試對靈長類動物進(jìn)行遺傳修飾都是依賴于病毒方法，其雖然能夠有效地生成突變，但突變位點(diǎn)不可預(yù)知，且突變數(shù)量無法控制。利用可定制的RNA片段將DNA切割酶Cas9引導(dǎo)致期望的突變位點(diǎn)，CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)的出現(xiàn)使得靈長類動物的前景變得光明。

    研究人員首先在一種猴細(xì)胞系中對這一技術(shù)進(jìn)行測試，破壞了三個(gè)基因，其成功率達(dá)到10–25%。受此鼓舞，科學(xué)家們隨后在180多個(gè)單細(xì)胞期猴胚胎中同時(shí)靶向了這三個(gè)基因。在對15個(gè)胚胎的基因組DNA進(jìn)行測序后，他們發(fā)現(xiàn)其中有8個(gè)胚胎顯示出兩個(gè)靶基因同時(shí)突變的跡象。研究人員隨后將遺傳修飾的胚胎轉(zhuǎn)移到**母猴體內(nèi)，其中一個(gè)生出了一對孿生猴。通過測序這對孿生猴的基因組DNA，他們證實(shí)存在兩個(gè)靶基因突變：Ppar-γ幫助調(diào)控新陳代謝，Rag1與健康的免疫功能相關(guān)。

    Whitehead生物醫(yī)學(xué)研究所的干細(xì)胞研究員RudolfJaenisch是20世紀(jì)70年代率先構(gòu)建第一只轉(zhuǎn)基因小鼠之人。Jaenisch認(rèn)為這一研究結(jié)果是一個(gè)有趣的證明，但卻沒有提供多少科學(xué)認(rèn)知。“下一步是看看我們能從中了解到什么東西。”

    將CRISPR/Cas9技術(shù)用于猴子是許多實(shí)驗(yàn)室的渴望的目標(biāo)，MIT的McGovern腦研究所主任RobertDesimone說他們也計(jì)劃將這個(gè)技術(shù)用于猴。他說中國學(xué)者的成功將會增強(qiáng)其他小組使用靈長類開展這一研究的信心。雖然小鼠可以進(jìn)行基本的腦生物學(xué)和疾病研究，單畢竟和猴子的大腦不能比。例如許多藥物對小鼠有效，但在人類沒有效果。猴基因編輯的成功將會吸引藥物公司的注意，特別是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，這有可能讓這些公司開展猴疾病模型的藥物效果評價(jià)，這更接近人類疾病的情況，可以大大降低藥物研究的風(fēng)險(xiǎn)。

    黃行許說，Ppar-γ和Rag1組合突變并不代表任何一種特定的疾病綜合征，盡管每個(gè)基因都與人類疾病相關(guān)。該研究小組還沒有對猴子的狀況進(jìn)行全面地分析，他們還必須開展進(jìn)一步的測試評估突變是否存在于這些動物的所有細(xì)胞之中。黃行許說：“我們的第一個(gè)目標(biāo)是著手去完成這項(xiàng)研究，使之起作用。”研究結(jié)果表明了，研究人員有一天或許能夠構(gòu)建出與多種突變相關(guān)的其他人類疾病模型。

    黃行許說：“我們還有許多的事情要做。”