这里的猪猪不寻常！| 走进实验室

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“我们实验室的特点就是‘大’！”

“是空间大？还是队伍大？”

“都不是！因为我们打交道的是大动物，在我们这个不一般的‘大’实验室，生活着一些不寻常的动物！”

是不是很好奇了？请跟大院er去中国科学院广州生物医药与健康研究院动物克隆与转基因实验室看看吧！

图1 动物克隆与转基因实验室长这样

与众不同的猪 怎么缔造？

红遍大江南北的小猪佩奇真是太特别了。但你是否知道，在广州生物院的动物克隆与转基因实验室，也有一群非常特别的小猪——基因修饰克隆猪。没错，就是它们！

图2 外表上看不出什么不同？我们注重的是内在

基因修饰克隆猪？为什么每个字都认识，连一块儿就懵圈了？

要弄明白这个，首先要说说这个实验室的两大法宝——基因修饰技术和动物克隆技术。

· 基因修饰，就是对细胞的遗传物质基因进行修饰改造。基因改变了，动物的性状特征也就被改变了。可以是添加一个新基因，或者对细胞原来的基因进行删除、修改或者替换成另一个基因。这就像是对文档进行编辑一样，所以可以更形象地称为基因编辑。

基因修饰需要专门的工具，科学家就找到了一个叫CRISPR/Cas9的工具，它就像一把基因剪刀，可以轻松实现基因的修饰。

图3 利用基因剪刀对基因进行修饰（示意图）

有了趁手的基因修饰工具，就可以实现动物特征的定制了。比如，转入一个荧光基因，动物就会发光了。

是不是想想就觉得这种技术很酷？

· 第二件法宝动物克隆同样酷。

看《西游记》时，你是不是对孙悟空那“拔一根毫毛，吹出猴万个”的本领惊叹不已。没错，这就是克隆。简单说，就是从动物身上取一个细胞，让它再变出一只相同的动物，就像把动物复制了一份似的。克隆羊“多莉”就是第一只克隆的哺乳动物。

当然，动物克隆并不像孙悟空吹一口气变出小猴子那样简单。那科学家究竟是怎么操作的呢？

图4 实验进行时

一只基因修饰克隆猪的诞生，除了要准备经过基因修饰的细胞，还要准备卵子。从猪的卵巢里抽出一颗颗的卵子，经过两天的培养，待到卵子成熟，就是进行核移植的最好时机。

图5 实验人员正在准备克隆所要用到的卵子

科学家操纵一双精巧的机械手，先把一个卵子的细胞核去掉，再将一个经过基因修饰的体细胞的细胞核放进这个卵子中。本来它们之间互不相识，先要让它们熟悉，融为一体，成为一个新造的细胞。然后激活，这个新细胞就会像从沉睡中苏醒过来一样，开始分裂：一分为二，二分为四，……，然后发育成为胚胎。这就是生命最初的模样。

图6 克隆的关键步骤——体细胞核移植

图7 核移植的小帮手——显微操作仪

再通过一个小手术将这个胚胎移入一只代孕的猪妈妈体内，经过三个多月的孕育，基因修饰克隆猪就呱呱坠地了。

图8 通过一个小手术把克隆胚胎放入猪妈妈的体内（欧阳振 摄）

它们没有父母，但又好像有好几个父母，大概特别的猪就该有这谜一样的身世吧。

简单的说，基因修饰的是细胞，再利用克隆技术将细胞变成动物。划重点，基因修饰+克隆+猪！

图9 克隆猪出生和生活的地方

基因修饰克隆猪 神通广大

这些小猪的身世如此与众不同，注定了它们的猪生也会是不同寻常的。作为基因修饰克隆猪，身上带着各种被修改过的基因，肩负着神圣的使命：或者为科研献身，帮助人们了解生命的奥秘；或者替人生病，帮助人们找到治病的良方。

· 有的猪经过基因修饰后，出生就注定会生病。这里有会跳舞的舞蹈症模型猪、患了和霍金一样的病的渐冻人症模型猪，另外还有帕金森病和老年痴呆疾病模型猪等等。它们替人生病，为研究人类疾病的机理和治疗方法做出了贡献，真是自带生命的高光，敬仰！

图10 舞蹈症模型猪

· 有的猪可能为人类提供器官。器官移植可以挽救生命，但人捐献的器官少，需要移植的病人太多。怎么办？能不能把猪器官移植给人？这些猪身上删除了免疫排斥基因，可以减少器官移植的免疫排斥反应。或许，将来也可以直接在猪身上长出人的器官，直接就可以移植给人了。

图11 研究人员和他们的猪伙伴

· 有的猪胰岛素基因经过修改后，产生的胰岛素和人的胰岛素完全一样了。胰岛素不足会造成糖尿病，病人不但要一直注射胰岛素，还要严格控制饮食。想像下，把这种能产生人胰岛素的细胞移植到人体内，是不是就能治好糖尿病了呢？

· 有的猪带着多彩的荧光基因，被称为“四色荧光猪”，一只可以发红、黄、青、绿四种颜色光的猪是不是很酷炫，是不是集齐彩虹色就可以召唤神龙了？这是国际上第一次实现一次性把4个基因放入猪体内，让猪的用途更广了。通过转入荧光基因，还可以用来追踪猪体内的特定的细胞。

图12 四色荧光猪

· 有的猪经过基因修饰，全身就不长毛了，它们的皮肤可是和人最像了，有什么新的药物、化妆品先给它们抹抹试试？对了，脱发可是很多人的一大困扰，没准它们能帮上什么忙呢。

图13 生来就没有毛的猪

狗一族和兔一族们

除了猪伙伴，狗和兔也是疾病研究和药物筛选的中坚力量。

基因编辑克隆犬，不但可以用来制造各种人类疾病模型犬，还可以用于批量生产警犬、导盲犬等工作犬或者宠物犬。

克隆狗的技术难度太大，它们来之不易，可都是宝贝。

拥有全身发达肌肉的“大力神”和“天狗”是不是足够MAN，从外表上就可以出它们的张扬。不过“龙龙”就内敛多了，它可是世界第一只基因修饰克隆犬。它的身世要从他的供体细胞说起。给它提供细胞的是一只叫“苹果”的基因修饰犬，患有动脉粥样硬化症。“龙龙”就好像是“苹果”复制而来的，所以它也会得动脉粥样硬化症。

图14 基因敲除犬“大力神”和“天狗”

图15 “龙龙”（左）和他的细胞供体“苹果”（右），是不是傻傻分不清

科学家可以克隆狗，还可以克隆一只基因修饰过的狗，将来你的小宠物狗是不是可以来个定制版的？

基因修饰兔在疾病研究和药物测试中也是独具特点。比如，看它们那一双闪亮的大眼睛，是不是用做眼科疾病研究和治疗比较方便？

图16 兔的眼睛又大又圆

基因修饰兔虽然不是克隆的，不过它们的出生也不同寻常。首先研究人员把受精卵从母兔体内取出来，进行基因修饰，然后再把修饰过的受精卵移回母兔体内。听着是不是也是一段曲折的历程？

在这里就有免疫缺陷兔，它们没有正常兔的免疫力，所以特别的脆弱，需要更加干净的生活环境和更悉心的呵护。它们对于疾病研究、器官移植研究和干细胞研究大有用处。

图17 实验室里兔小妹的家

官方吐槽：和猪打交道的日常

——用猪做实验不像用老鼠那么方便，三天两头还得猪场、实验室来回跑。

——猪场也是我们的第二战场，得配合作战。而且有山有水环境美！

——说好的小型猪，为什么也会长这么大？

——新生的小猪宝宝需要带回来悉心照料，瞬间成为团宠，大家都变成了奶妈和奶爸！

——有人遛娃，有人遛狗，有人遛猫，我们遛猪。

——“你不是在中科院读研吗？就是养猪呀？”“呃，无法反驳……”

图18 赖良学老师带领大家做实验

小声说一句，我们实验室的赖良学老师可是做出世界上第一只基因修饰克隆猪的人。

赖老师：低调，低调。在国外做出来的都不能算我们的，所以我就回来了。

嗯，所以现在我们做出来的几十种模型动物才是我们自己的！

专栏介绍：

 

大院的“走进实验室”专栏，旨在生动有趣地为大家介绍各大研究所的特色实验室。通过本专栏，你将了解到：科研人员的实验室长什么样？他们每天都在做些什么研究？这些研究跟我们有什么关系……

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作者单位：中国科学院广州生物医药与健康研究院

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