鸡肉克里克
CRISPR-Cas9基因编辑技术彻底改变了我们在动物身上进行基因编辑的能力。然而，这项技术在许多物种中使用仍然具有挑战性，包括鸡等经济上重要的动物(Komor et al.， 2017)。CRISPR基因编辑需要两个主要组成部分:1)Cas9蛋白，它是一种DNA内切酶;2)引导RNA (gRNA)，引导Cas9蛋白在基因组的特定位置切割DNA。在大多数动物物种中，为了进行基因编辑，在受精后立即将Cas9和gRNA注入卵子。然而，在包括鸟类和爬行动物在内的许多物种中，在受精后立即获取卵子是极其困难的。虽然鸡的基因编辑可以通过分离胚胎生殖细胞来实现，但这一过程仍然缓慢且繁琐(Oishi等人，2016)。因此，我们最近开发了一种新的基因编辑方法，CRISPR试剂在受精前注射到未成熟的卵母细胞中，而不是新鲜受精卵中(Rasys et al.， 2019)。我们最初在一种小型蜥蜴——棕色变色龙身上开发了这种方法，这种蜥蜴在圈养环境下繁殖既简单又便宜。作为原理的证明，我们将这种新方法应用在蜥蜴身上，在基因上灭活动物产生色素所需要的TYR基因(图1)。变色龙和鸡之间有某些关键的生殖特征。例如，变色龙雌性一次只下一个蛋，就像鸡一样，所以两个物种的卵巢中明显有一系列不同大小的卵母细胞。 In addition, both anole and chicken females store sperm in their oviducts. We believe that these similarities will make transferring our new gene editing approach into poultry relatively straightforward. Our team proposes to adapt our new oocyte gene editing procedure for use in chickens.
基因编辑技术在家禽中的应用：在商业鸡蛋行业中，有专门的鸡肉，专门用于鸡蛋生产而不是肉类生产。因此，大约50％的蛋白层鸡肉在孵化后立即被杀死，因为它们是男性，不能用于卵子或肉类生产。每年，这导致杀死美国超过70亿男性小鸡。这种做法均可降低铺设母鸡生产的潜在生产力和利润，也是动物福利组织的共同目标。虽然已经进行了许多尝试来确定胚胎性和在孵化前消除雄性胚胎，但如果母鸡从一开始就是女性鸡蛋生产的母鸡，那将更加富有成效。我们打算利用我们的新基因编辑技术来产生仅生产女性后代的铺设母鸡。为了实现这一目标，我们将遗传工程师进入鸡DMRT1基因的突变，该基因存在于Z染色体上，并且需要形成睾丸。雄性鸡有两份Z性染色体（ZZ），而女性有一个Z染色体和一个W染色体（ZW）。事先工作表明，ZZ胚胎中DMRT1的双剂量触发了睾丸的开发和雄性小鸡的发展。我们建议使用我们的新方法基因上除去DMRT1的功能，该方法将基因编辑溶液引入施肥和蛋置出来的未成熟卵母细胞。 The resulting chicks would be genetically male (ZZ) or female (ZW), but we hypothesize that the absence of DMRT1 function may result in exclusively female chicks because ZZ embryos will develop as functional females. The successful completion of this project would be of value to the poultry industry both by advancing new gene editing technologies in chickens as well as by demonstrating the feasibility of genetically engineering hens that produce exclusively female offspring.
组长
道格拉斯Menke
部门的遗传学
dmenke@uga.edu.
团队成员
Andrew Benson
家禽科学系
布莱恩Condie
部门的遗传学
乔纳森蛋蛋塞怀尔
部门的遗传学
吉姆劳德代尔
细胞生物学系
克里斯汀纳瓦拉
家禽科学系
