近日，中科院广州生物医药与健康研究院、南京大学-南京生物医药研究院和广州医药研究总院合作，利用CRISPR/Cas9技术成功培育两只肌肉生长抑制素（Myostatin）基因敲除狗，从而在世界上首次建立了狗的基因打靶技术体系，该研究成果已被国际学术期刊Journal of Molecular Cell Biology在线发表。 

  狗是人类最早驯化的动物之一，千百年来，狗作为人类的同伴，被用于看家护院、狩猎、导盲、警用及救援等工作。狗在营养代谢、生理解剖等方面与人类极其相似，因此狗也是研究人体生理和疾病发生机理的理想实验动物，基因敲除狗的培育将为开发人类疾病疗新的治疗手段和药物提供新的实验动物模型，也将加速培育出更多含优遗传良性状狗的新品系。 

   近年来，基因敲除技术，如TALEN技术和CRISPR/CAS9技术的出现，使得基因敲除在哺乳动物，特别是大型哺乳动物中变得更加有效和简便，大型哺乳动物，如牛、羊、猪、猴等都通过CRISPR/CAS9技术实现了基因敲除，但由于狗殖生理较为特殊，使基因敲除狗的培育难度大为增加困难，因而基因狗基因组的定点修饰一直未获得成功。母犬的生殖周期长，包括13-16天的动情前期，4-12天发情期和60-90天的间情期；狗卵巢释放的卵母细胞，需要在输卵管经过48-72小时，才能成熟并具有受精功能。上述独特的生理特性使得基因打靶胚胎与代孕雌犬很难保持在生殖生理周期的同一阶段，常常导致妊娠失败。针对这一问题，研究团队设计了一个自体移植的策略，即将一侧输卵管内的受精胚胎冲出，进行显微操作，并马上输回另一侧输卵管，克服了供体胚胎与受体雌犬的生殖周期不同步难题，使妊娠率大幅提高，从而使基因打靶够得以诞生。

   研究团队选取肌肉生长抑制素基因作为第一个敲除目标基因，该基因对骨骼肌生长具有抑制作用，被敲除后，肌肉生长发育能力增强。所获得的基因敲除狗的肌肉在4月龄时就显得比普通狗更为发达，成年以后将具有更强的运动能力，研究组将两只狗分别命名为大力神和天狗。

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doi:10.1093/jmcb/mjv061

Generation of gene-target dogs using CRISPR/Cas9 system

Qingjian Zou, Xiaomin Wang, Yunzhong Liu,Zhen Ouyang, Haibin Long, Shu Wei, Jige Xin, Bentian Zhao, Sisi Lai, Jun Shen,Qingchun Ni, Huaqiang Yang, Huilin Zhong, Li Li, Minhua Hu, Quanjun Zhang,Zhidong Zhou, Jiaxin He, Quanmei Yan, Nana Fan, Yu Zhao, Zhaoming Liu, Lin Guo,Jiao Huang, Guanguan Zhang, Jun Ying, Liangxue Lai, and Xiang Gao

The creation of new strains of dogs with favorable traits can be promoted by gene target approach. However, thus far, gene-target dogs have not been developed due to their unique species-specific reproductive characteristics. Here, by combination of CRISPR/Cas9 system with an auto-embryo transplantation strategy, we report the success of precise genomic editing in dogs. Two healthy gene-target puppies with myostatin mutation were achieved by administering a single co-injection of Cas9 mRNA and sgRNA into zygotes. The dogs exhibited nullification of myostatin gene and double-muscled phenotype. This is the first report for successful production of gene target dogs, which may largely facilitate the generation of genetically modified dogs and provide more functional, reliable and effective animal models for biomedical research.