說到“克隆”這個詞，很多人會想到世界上第一例運用這項技術培育出的動物——克隆羊“多莉”，它標志著生物體通過體細胞進行無性繁殖的克隆技術，成為現(xiàn)實。這之后克隆豬、克隆牛等紛紛問世，但克隆犬卻遲遲沒做出來。由于犬的卵母細胞質(zhì)量較差等原因，犬被科學界普遍認為是最難克隆的動物之一，在細胞克隆犬“龍龍”出現(xiàn)以前，該領域的技術一直被韓國所壟斷。

可裁剪基因的神奇的剪刀

龍龍的供體是一只叫“蘋果”的比格公犬，經(jīng)過近半年的觀察，它被確診為動脈粥樣硬化的典型癥狀，如脂類代謝發(fā)生紊亂、高血脂等，不過這正是研究人員希望看到的?！疤O果”就此成為世界首例動脈粥樣硬化疾病模型犬。

動脈粥樣硬化是一種老年多發(fā)性疾病。在眾多的發(fā)病因素中，有個叫做APOE的關鍵基因，對脂質(zhì)的運輸和代謝發(fā)揮主要作用。如果敲除犬的APOE基因，可使其血漿膽固醇升高，誘發(fā)粥樣硬化病變。

那么，如何讓功能基因想要就要、想沒就沒呢？研究人員利用的是最近生物學上“紅得發(fā)紫”的第三代最新基因編輯技術CRISPR/Cas9，它具有構建簡單方便、基因打靶效率更高等特點。目前世界各國科學家已利用該技術成功培育出基因編輯牛、羊、豬、兔、小鼠、大鼠等動物以及人類胚胎。

在狗狗身上打主意，實現(xiàn)基因敲除，并非首次。2015年，中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員賴良學取得世界首例基因打靶犬，通過敲除犬肌肉生長抑制素基因，讓其比普通犬更加肌肉發(fā)達。其中一條狗也因此得名“大力神”。

該項科研成果為基因編輯犬的制備開辟了新方法。隨后，希諾谷公司科研團隊在賴良學帶領下利用該技術，敲除犬APOE基因，首次將其應用于人類遺傳疾病犬模型的培育，并取得成功。

好多動物被克隆，為什么狗剩下了

有了“蘋果”后，研究人員就開始對它進行體細胞克隆。因為體細胞克隆技術能一次性培育出一批遺傳背景一致、年齡相近的實驗犬，便于更有效地篩選出療效顯著的新藥，于是就有了“龍龍”。

其實，克隆并不是新鮮事。1996年第一只體細胞克隆綿羊“多莉”誕生后，小鼠、牛、山羊、豬、貓、兔、騾、馬、大鼠等多種哺乳動物的體細胞克隆相繼獲得成功。但克隆犬卻遲遲沒做出來，因為犬被科學界普遍認為是最難克隆的動物之一。

“在模式動物中，犬比豬的應用歷史更長，但由于犬克隆技術不成熟，犬的疾病模型工作也一直推展不開?！辟嚵紝W介紹，犬克隆難是因為犬卵母細胞質(zhì)量較差，犬克隆胚制備技術難度大；犬發(fā)情持續(xù)時間長，因而克隆胚與代孕母的生殖周期難以同步化等。這都成為犬體細胞克隆的瓶頸，制約了該技術的應用。

體細胞克隆犬直到2005年才由韓國科學家黃禹錫成功制備。黃禹錫？對，沒錯，就是那個因干細胞造假跌下神壇的學術大牛，但他在克隆犬方面的貢獻還是有目共睹的。他開發(fā)的克隆犬“獨門絕技”讓韓國足足“笑傲世界江湖”十幾年。

但這個壟斷終于被中國人打破了！希諾谷公司相繼攻克了犬體細胞系建立、卵母細胞供體犬的發(fā)情鑒定、成熟卵母細胞的獲取、體細胞核移植、胚胎融合激活及胚胎移植等技術難題，建立了具有自主知識產(chǎn)權的犬體細胞克隆技術平臺?！拔覀兺ㄟ^優(yōu)化體細胞克隆技術平臺，提高了犬克隆胚胎的著床效率。著床效率最高的一次是移植了7枚胚胎，有5枚胚胎成功著床，最終生了2只健康的克隆犬；而據(jù)韓國報道，出生一只克隆犬，最少要移植12枚胚胎。此外，我國克隆犬目前的懷孕率在50%左右，高于韓國。” 從事此工作的馮沖博士介紹。

以后可定制特定功能的狗了

開發(fā)基因編輯克隆犬技術有什么用？在中國農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院施振聲教授看來，最重要的還是生物學的意義?！八刮覀儗ι茖W特別是克隆技術的理解更加深刻。狗的生殖生理系統(tǒng)與其它哺乳動物有巨大差異，克隆非常難，這次成功說明中國生物技術的飛躍?！?/p>

“基因編輯疾病模型犬具有很大優(yōu)勢，將有助于人類醫(yī)藥和遺傳疾病的研究，同時也會促進獸醫(yī)學發(fā)展。”施振聲說，犬是非常理想和成熟的實驗動物，犬與人類在營養(yǎng)代謝、生理解剖等方面有很多相似點，犬有900種遺傳疾病，其中有400多種與人類遺傳相似。而且狗溫順，易控制、易配合，是藥篩的主要動物之一。

所謂的“功能定制”就是人們對狗敲入或敲除某個基因；然后以其為模本進行復制或“批量”生產(chǎn)，也就是克隆。通過“基因編輯+克隆”技術，狗可以根據(jù)需要變得嗅覺更靈敏、肌肉更發(fā)達或者罹患某種疾病。按照理論，“定制”動物就可以實現(xiàn)“批量”復制了。（編輯/有慶）