中国成功研发世界首对“基因编辑狗”
基因组工程已经可以创造出肌肉格外发达的比格犬。未来，我们是否可以量身定制宠物的DNA？
名为“大力士”（左）和“天狗”的比格犬是世界上首对“基因编辑狗”
人类最好的朋友现在已是人类最新的基因工程项目。
中国科学家表示，他们率先通过基因编辑创造出全球第一对定制化犬只。通过敲除一种名为“肌肉生长抑制素”（myostatin）的基因，他们创造了肌肉量比正常犬只多一倍的比格犬。
这两只狗“有更发达的肌肉，预计会有更强的奔跑能力，在狩猎或执行警务（军事）方面会有好处”，广州生物医药与健康研究院再生生物学重点实验室研究员赖良学在一封邮件中写道。
赖良学和28名同事于9月中旬在《分子细胞生物学杂志》（Journal of Molecular Cell Biology）公布研究结果，并表示他们计划创造有其他种类基因突变的犬只，比如带有类似于帕金森和肌肉萎缩症等人类疾病的犬只。
“该项研究的目标，是寻求可用于生物医学研究的疾病模型狗的创造新方法。”赖良学说，“在新陈代谢、生理和结构等方面，狗与我们人类有着非常相近的特征。”
赖良学说，他们团队没有培育肌肉发达的宠物比格犬的计划。不过，其他团队可以对基因改造过的犬只进行迅速商业化，比如通过编辑DNA改变它们的体型、强化它们的智力或消除遗传疾病等。
中国另一家研究机构华大基因也在9月表示，它已开始出售通过基因编辑创造的小型猪种，这种新奇宠物的售价为每头1600美元。
中国的比格犬项目由赖良学和南京大学的小鼠基因工程专家高翔负责。目前，这两只比格犬被保存在广州医药研究总院。该院在其官方网站上表示，它每年繁育的用于研究的比格犬数量超过2000只。在中国和美国，比格犬被普遍用于生物医学研究。
虽然在专利权归属上仍有争议，张锋（图右）是CRISPR-Cas9这项技术的主要发明者，他和他的团队发明这项技术时就职于麻省理工学院和哈佛大学联合创办的Broad研究院
基因组编辑是一种新技术，科学家借此可以轻松敲除基因或重新编排DNA符号。用于改造比格犬的这种技术名为“CRISPR-Cas9”，特点是费用低、准确性高。
中国科学院领军者裴端卿今年9月强调说，赖良学的研究工作是中国利用CRISPR技术改造动物的大规模努力的一部分。中国通过基因编辑改造的动物包括羊、兔子、鼠和猴子等。裴端卿描述说，这一个国家级优先科研项目，也是中国建立世界一流科研努力的一部分。
基因编辑技术的易操作性已经引起担忧，即人类可能会成为下一个对象。今年4月，中国中山大学副教授黄军领导的团队在实验室进行了人类胚胎基因改造，试图修改可能导致β型地中海贫血的基因缺陷，引发广泛争议。
据《神经肌肉疾病》（Neuromuscular Disorders）杂志，肌肉生长抑制素基因中自然发生的DNA突变会导致小灵犬的肌肉高度发达（左图）。中国科学家表示，他们已经可以对其他犬只进行同样的基因工程改造
犬类研究人员采取了几乎一样的技术，将基因编辑化学制剂——DNA剪辑酶Cas9和将其导向特定DNA片段的引导分子——直接引入60多只狗的胚胎中。他们的目的是破坏或敲除肌肉生长抑制素基因的两个副本。这样一来，比格犬体内就不会产生任何由该基因制造的肌肉抑制蛋白质。
最终，在他们编辑的65个胚胎中，27只小狗出生，但只有一公一母两只小狗的肌肉生长抑制素基因的两个副本被破坏。研究人员按照中国神话故事将母狗命名为“天狗”，则公狗则被命名为“大力士”。
赖良学及其同事表示，大力士的基因编辑并不完全，其体内一定比例的肌细胞仍在产生肌肉生长抑制素。但天狗体内的肌肉生长抑制素则被完全破坏，这只比格犬表现出了“明显的肌肉表型或特征”，比如它的大腿肌肉就比其他同窝的狗强壮。
动物体内自然失去肌肉生长抑制素基因，其后果是众所周知的。肌肉超级发达的“比利时蓝牛”通常会缺失这种基因，长大后体型异常庞大。
现已退休的科学家伊娃·恩格瓦尔（Eva Engvall）表示，在犬类中，只有小灵犬会自然发生突变。值得一提的是，恩格瓦尔还是一位小灵犬繁育专家，其在2007年帮助发现了这种影响其生长的基因突变。在小灵犬中，肌肉发达的狗被称为“牛赛犬”（bully whippet）。
此外，有的人天生就没有肌肉生长抑制素的工作副本，但这种情况比较罕见。据2004年的一份医学报告，一名新生儿的“肌肉异常发达，大腿和上臂有凸起肌肉”。医生表示，出现这种现象是因为他体内缺少肌肉生长抑制素基因，并指出，到4岁半时，这个小男孩可以举起3公斤重的哑铃。目前，肌肉生长抑制素基因已经得到了很好的研究，而所谓的“双肌性”又没有明显的不良后果，所以这种有待证实的“基因兴奋剂”经常会在运动员中引发讨论。
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在美国，医生们已经在一些基因治疗实验中试图阻止肌肉生长抑制素发生作用，而这些实验旨在寻求相关疗法，延缓患迪谢内肌营养不良的儿童的肌肉损失。
恩格瓦尔说，中国科学家的工作给她留下了印象深刻，这表明基因编辑技术也可能会被用来治疗某些犬类的遗传疾病。
“这项研究的重点并不在于重新创造基因敲除技术。”恩格瓦尔说，“重点在于将CRISPR技术用在狗身上。而在该项目中，论文作者克服了一些障碍，因为狗的胚胎操作要更难一些。”
不过，美国国家卫生研究院（National Institutes of Health）科学家、犬类肌肉生长抑制素研究专家伊莱恩·奥斯特兰德（Eliane Ostrander）表示，单从发表的论文看，比格犬的肌肉是否会像小灵犬一样有非常明显的增加，仍不得而知。
“狗的数量还是太少。”她说，“如果能有更多的基因编辑狗，然后再看它们的变异类型，那会很有趣。”
在被引入到胚胎阶段后，DNA改造技术可以影响动物体内的每一个细胞，其中也包括作为“种系”细胞的精子和卵子。
赖良学团队表示，在检查了大力士的精子之后，他们发现，如果它进行繁育，它会把肌肉生长抑制素突变基因传下去。“通过基因编辑获得的优良特性可以一代代地传下去。”赖良学说。
同时他还表示，培育大量“可商业化的”基因编辑狗是可能的。
人类对狗的遗传基因的影响已经数千年的历史。至少在3万6千年以前，早期人类就已经开始驯化狼，并使之成为我们今日的伙伴。
查尔斯·达尔文（Charles Darwin）在《物种起源》一书中经常提到狗的繁育，以此展现自然选择下的进化是逐步进行的。
然而，通过CRISPR技术，进化将不再是逐步的，也不再具有偶然性，它是直接的，是受人类控制的。
正是这种威力，激起了公众对CRISPR技术的广泛辩论和普遍担忧。但至少，也有一些研究人员认为，基因编辑狗可以让人们温和、友好地看待这种技术。
在9月的一次采访中，哈佛大学遗传学教授、哈佛医学院基因组研究中心主任、主持大规模CRISPR编辑技术项目的乔治·丘奇（George Church，如上图）表示，利用DNA编辑提高狗的寿命或只是用来提升它们的智力，都是有可能的。
丘奇还说，对狗和其他大型动物的基因改造会最终打开人类基因编辑的大门。“猪或狗的种系编辑提供了一个参考路径。”他表示，“人们可能会说，‘看，这有用。’”
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