中国科学家利用基因编辑技术获得不同毛色的绵羊

中国科学家利用基因编辑技术成功改变了绵羊的颜色，这使得未来市场消费者将可能拥有更多未经染色的彩色羊毛供选择。

位于中国西北部新疆维吾尔族自治区首府乌鲁木齐的研究人员利用一种特殊技术成功培育了五只不同颜色的绵羊，这项技术在科学界被称为基因组编辑技术（CRISPRCas9），又称基因组遗传修饰技术。

记者在新疆畜牧科学院生物技术研究所设在乌鲁木齐近郊的试验基地看到了这五只正在嬉戏的细毛羊羊羔：其中两只的毛色黑白相间，像奶牛一样；还有两只是黑色但是头顶长着白色斑点，就像两只斑点狗；另外一只则是棕色和白色的条纹状，就像未经搅拌的卡布奇诺咖啡。

“这些2016年3月出生的绵羊已经成了课题组的‘萌宠。”课题组组长刘明军说。

据刘明军透露，这是国际上首次成功利用基因组编辑技术改变大动物的毛色。据了解，以往国外进行的相关实验对象是老鼠，而非大动物。

羊毛颜色是绵羊的一项重要经济性状，它不仅是品种特征的标志，还与适应性、抗病性以及生长发育相关。同时，毛色还与人们的消费习惯、生活习俗和个人喜好密切相关，在绵羊育种上，被作为最重要的选育性状之一。

未来通过基因组编辑技术，消费者可能将拥有更多羊毛制品的颜色选择，无需染色，而宠物爱好者甚至可以定制自己宠物的毛色。

CRISPR基因编辑技术，是成簇的、规律间隔的短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeat）的缩写，曾被美国《科学》杂志评为2015年度十大科学进展的榜首。这项技术相当于分子结构的剪刀，将DNA中不想要的部分剪下，替换成想要的部分，取得基因编辑的效果。Cas9则是一种与基因编辑相关的核酸酶蛋白，实现基因编辑过程中剪切DNA的效果。

“我们课题组选择了影响绵羊毛色的一个关键基因（ASIP基因）进行修饰改造，通过基因编辑，在不改变其他羊毛品质的基础上培育出能够产生不同色彩羊毛的细毛羊。”

刘明军说：“这五只不同毛色的细毛羊源于三种基因编辑形式，三种编辑形式分别对应三种不同的毛色图案。”

在传统的动物培育方式中，动物遗传学家一直致力于发现和利用决定性状表现的基因突变，通过遗传选择或杂交改良，保留和固定有益突变，剔除有害突变，这是经典的传统遗传育种手段，目前绝大多数家养动物都是以这种方式驯化或培育出来的。不过这种传统的培育方式时间长、效果慢，有些品种的培育完成甚至要经历几十年到上百年的培育过程。

毛色遗传属多基因控制，且在遗传上具有显隐性表现，常规育种手段选育并固定一种毛色常常要经历几个世代的时间。周期长、难度大，被认为是遗传育种的主要难点之一。

“但通过基因组编辑技术，我们可以解决这个问题。”刘明军介绍说：“该技术能够让人类在生物基因组的任何位置对基因进行剪切、修饰和改造，从而根据我们的需要来改变生物的各种性状表现。”

与常规的“转基因技术”不同，用于基因组编辑的小核苷酸分子和蛋白酶基因均为RNA或蛋白质，在完成剪切任务后很快被细胞中的消化酶破坏降解，不会进入动物染色体，也不会在动物染色体上添加任何其他的遗传物质，不会产生常规转基因技术所担忧的生物安全问题，因此被认为是目前最安全的基因操作技术。

“这项技术在绵羊这样的大动物身上的成功应用，意味着今后将有更多具有不同优良性状的经过基因编辑的家畜新品种诞生，当然，这不仅限于改变毛色，也不仅限于家畜。”刘明军说。

2014年，刘明军和他领导的课题组还选择了影响绵羊肌肉和羊毛生长发育的基因进行基因组编辑，在2015年获得了首批38只发生了基因编辑的绵羊个体。截至目前，经过一年的观测，基因编辑绵羊在肌肉和羊毛生长速度上都显著高于对照组绵羊。“今年秋季它们将正常配种繁殖，我们会进一步观察它们在下一代中的遗传稳定性。”刘明军说。