肌生成抑制蛋白（Mstn）是哺乳動物骨骼肌質量的一個保守的負調節(jié)因子。然而，在家畜中是否能夠實現Mstn的敲除，能否被安全地用來提高產肉性能，尚未得到證實。近期，來自南京農業(yè)大學、斯坦福大學等處的研究人員，在Nature子刊《Scientific Reports》發(fā)表題為“Generation and evaluation of Myostatin knock-out rabbits and goats using CRISPR/Cas9 system”的研究成果，該研究利用CRISPR/Cas9來制備Mstn基因敲除家兔和山羊，然后分析了它們的表型變化，對上述問題進行了探討。

這項研究的通訊作者是南京農業(yè)大學江蘇省家畜胚胎工程實驗室的王鋒教授和張艷麗副教授。王鋒教授團隊圍繞山羊胚胎工程和肉羊產業(yè)化開展了一系列工作，已批量獲得轉基因山羊，組建了“江蘇省肉羊產業(yè)工程技術研究中心”（江蘇省科技廳，2012），王鋒教授被聘為國家肉羊產業(yè)技術體系崗位科學家（2008）。

Mstn也被稱為生長分化因子8（GDF），屬于TGF-β超家族。Mstn是骨骼肌肉質量的一個負調節(jié)因子。自然突變——能抑制編碼的蛋白質或抑制其數量，可導致人、羊和牛的肌肉增強。Mstn基因敲除動物，如小鼠、綿羊、牛和豬具有發(fā)達的肌肉。據報道，在山羊中，5′-UTR上一段5bp的缺失（TTTTA）和外顯子1中一段1 bp的替代（T/A），與生長性能相關，如出生時身體的大小和出生體重。在家兔中，5′-UTR上的SNPs被報道與畜體結構相關。如果能夠制備出沒有發(fā)育和健康問題的MSTN KO動物，將提高產肉性能，并提高肉畜禽繁殖過程的速度。

CRISPR/Cas9來源于細菌基因組的適應性免疫系統(tǒng)，可以直接通過短的RNAs誘導切割。相比于HR（同源重組）、ZFN（鋅指核酸酶）和TALEN（轉錄激活因子樣酶），CRISPR/Cas9是一種易于處理、非常特異性的、有效的和多路復用的真核基因組工程方法。它已被廣泛和有效地用于動物制備，如兔子、猴子、豬和綿羊，相關研究點擊：我科學家用CRISPR制備基因敲入豬；科學家培育出世界首對基因編輯猴。山羊是由于它們的肉、奶和毛皮，因而是一種重要的農場動物，目前科學家利用體細胞核移植方法（SCNT）生成了三種Mstn雙等位基因KO山羊。zui近利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)與受精卵注射法，已有研究人員制備出了55只Mstn KO山羊。總之這些結果表明，CRISPR/Cas9可以有效地用于農場動物的基因打靶。

有兩項研究報道稱，利用SCNT產生的四只Mstn KO山羊中有兩只在出生時死亡。在另一項研究中，93例新生兒山羊中有13只山羊生下來是死胎，有15只Mstn改良山羊出生，相關閱讀：我科學家用CRISPR獲得轉基因山羊。然而，在這些山羊中，沒有關于“出生時死亡的13只山羊是否包含Mstn修飾”的信息，也沒有這些山羊中改性Mstn比例的信息。也沒有關于15改良山羊Mstn的增長率或健康狀況的信息。

這些研究也沒有提出關于出生體重、生長性能或任何健康相關的問題。因為目前沒有研究探討自然突變對發(fā)育的影響，或評估編輯的Mstn基因突變動物的生長性能，因此，在Mstn基因敲除技術應用于提高畜牧業(yè)的產肉性能之前，應該研究Mstn KO山羊和家兔的制備和評估。這對于我們在山羊、兔子或其他家畜中研究Mstn的功能，也是非常重要的。

在這項研究中，研究人員利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)制備了Mstn基因敲除（KO）家兔和山羊，然后分析其表型的變化。研究人員用兩個sgRNAs靶向兔Mstn胚胎注射后，從32只新生兔中有效地制備出了24只Mstn KO兔，并發(fā)現Mstn KO兔表現出體重增加，四頭肌和二頭肌與整個身體的重量比顯著增加。Msth KO也造成了高概率的舌頭腫大現象和嚴重的健康問題，如死胎和早期死亡。使用相同的方法，研究人員制備了Mstn位點編輯的四只山羊。這只山羊的早期生長率超過了對照組山羊。

總之，該研究團隊利用CRISPR/Cas9技術，有效地制備了Mstn KO家兔和山羊。然而，Mstn KO可導致嚴重的健康問題，也有可能對其他物種有相同的影響。在適用于動物繁殖過程之前，必須進一步探討這種安全問題。

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