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基因魔剪:改造生命的新技术 第四章 蓬勃发展的基因组品种改良
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在美国,有一位研究者正尝试利用基因组编辑创造新的牛种。2014年11月,我们前往美国南部的得克萨斯州的某个牧场,采访了这种牛的来龙去脉。
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如今提起得克萨斯州,给人的印象大概是石油工业和航天产业发达。但这片土地昔日却曾经因牧牛而繁荣,一片片牧场延绵不绝,周围是一望无际的大草原。我们的目的地就位于草原的一角。
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我们乘坐的车辆穿过一道道大门,停在了一位身材高大的中年男子身旁,这位应该就是牧场的主人了。“欢迎来到再生科学中心!”这位笑容爽朗的男子正是对牛进行了基因组编辑的查尔斯·朗(Charles Long)博士本人,他在得克萨斯A&M大学(Texas A&M University)从事研究工作。
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朗博士把我们带到了位于牧场深处的牛舍之中。牛舍里养着一头高大的白色牛只,它的背部耸立着一个驼峰,显得有些与众不同。
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“这还是第一次在电视里介绍这头牛呢,也算是它的电视首秀吧!”朗博士开玩笑说。
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这头牛属于名为内络尔(Nellore)的肉牛品种,拥有较强的对抗炎热和病害的能力。该品种首先在南美洲饲养,后来范围逐渐拓展至全世界。
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“如果是原产地在欧洲的安格斯牛(Angus)或海福特牛(Hereford)这些牛种,在酷暑环境下就很容易发生死亡。但内络尔牛这个品种却依然能存活。”
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基因魔剪:改造生命的新技术 颠覆了畜牧业常识的牛
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然而,内络尔牛也有一个重大缺陷,那就是作为肉牛,它的产肉量并不高。为此,朗博士等人决定对这个牛种进行基因组编辑。于是,他们注意到了某个基因——它在鱼类等动物体内都存在,作用是调节肌肉的成长,也就是肌抑素。我们在第一章也已介绍了通过抑制肌抑素的功能而制造出产肉量高的真鲷的尝试。只要令这一基因停止运作,就能增加肌肉含量。
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朗博士等人在牛只出生前的受精卵阶段就对其进行基因组编辑,切断了肌抑素基因,使其停止工作。通过找出肌抑素基因发生了天然变异(突变)的牛只,令其重复交配以实现品种改良的方式,人们已经培育出了名为比利时蓝牛(Belgian Blue)的品种(原产地在比利时)。该品种具有高于普通牛只的肌肉含量,已作为食用肉类进入市场交易。另外,在美国还针对名为美国蓝牛(American Blue)的肉牛进行过一项研究,从动物体外导入某种人工基因以抑制肌抑素的功能。这可以被归结为一种叫作“基因兴奋剂”(gene doping)的技术,依靠该技术可以制造出肌肉发达的肉牛。然而,基因兴奋剂技术归根到底只能局部增加肌肉含量。朗博士等人希望制造的是一种从出生开始全身所有肌肉就全都不受肌抑素控制的牛种。
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■为了增加产肉量而接受了基因组编辑的内络尔牛(右)
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他们的研究成果是,培育而成的牛比普通的牛整整大了一圈。我们参观的时候,这头牛出生刚满18个月,体重已经大约有1800磅,也就是816千克左右。朗博士介绍说,以其月龄而言,这样的体型已是相当大了。和普通的内络尔牛相比,其肌肉含量以腰围为中心,足足翻了一倍。
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“这种牛拥有无与伦比的潜力。你们可以想象一下,如果把经过我们这种基因组编辑的牛放到世界各地的牧场饲养,将会是多么激动人心的场景啊。仅仅只对一个基因进行雕琢,就能带来颠覆整个畜牧业常识的革命性的改变。”
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朗博士告诉我们,接下来的计划是通过繁殖,增加这头牛的后代数量,然后向亚洲或非洲等正遭受灾荒之苦的热带地区销售。并且不光是对内络尔牛,他们还计划在将来对日本和牛等品种也进行相同的尝试。
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这头牛与和它同时诞生的双胞胎雌牛,一起被饲养在辽阔的牧场之中。这里牧草繁茂,饲养环境十分优越,在我们看来,它简直受到了王子一般的精心对待。或许正因为如此,这头牛的表情显得非常沉稳,而且就像宠物一般习惯与人亲近。朗博士在拍摄期间曾在它的耳边喃喃道:
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“你可是全世界独一无二的牛啊,伙计!”
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朗博士等人的研究项目是与一家擅长进行基因组编辑的创业公司合作开展的。我们打听到,这家公司同时也在对其他各种家畜进行基因组编辑,并作为意图改变未来畜牧产业的核心参与者而备受瞩目。那么,基因组编辑将如何实现在商业上的运用?我们打算前往这家企业进行探访。
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