【摘 要】
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基因编辑技术在不断地发展过程中,已经被应用于新型转基因动物育种开发,比如加快动物的生长速度,提升产肉品质,增强抗病能力或抗逆能力,以及提高饲料转化率等,具有很好的科学研究价值和应用前景。近年来,使用基因编辑技术获得新的动物育种材料越来越多地出现在公众视野,其安全性也受到了广泛的关注。基因编辑动物安全性包括基因编辑动物本身及其产品的安全性和环境安全。但目前世界各国关于基因编辑动物的安全评价没有明确的
【基金项目】
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国家科技重大专项项目（课题）子课题—“基因组编辑新型动物产品遗传稳定性与环境安全评价指南研究”（项目编号 2018ZX0801106B-003）；
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基因编辑技术在不断地发展过程中,已经被应用于新型转基因动物育种开发,比如加快动物的生长速度,提升产肉品质,增强抗病能力或抗逆能力,以及提高饲料转化率等,具有很好的科学研究价值和应用前景。近年来,使用基因编辑技术获得新的动物育种材料越来越多地出现在公众视野,其安全性也受到了广泛的关注。基因编辑动物安全性包括基因编辑动物本身及其产品的安全性和环境安全。但目前世界各国关于基因编辑动物的安全评价没有明确的法律法规,而我国基于国内情况并结合国际形势,对于基因编辑动物的监管仍在使用转基因动物安全评价方法。但基因编辑育种与转基因育种有一定差异,应该将基因编辑动物与转基因动物区别看待,因此,需要探索适合基因编辑动物安全评价的管理体系。锌指蛋白6（Zinc finger protein 6,ZBED6）是一种哺乳动物特有的转录调控因子,属于ZC3H11A（Zinc finger CCCH type containing 11A）基因的第一个内含子中的一段DNA序列,可以结合胰岛素样生长因子2（Insulin-like growth factor 2,IGF2）的内含子3区域中的“GCTCG”序列,使IGF2的表达得到抑制,进而调控动物的脂肪沉积,肌肉发育。而IGF2的功能发挥与胰岛素样生长因子1（Insulin-like growth factor 1,IGF1）、IGF1R（Insulin-like growth factor 1 receptor）、IGF2R（Insulin-like growth factor2 receptor）和胰岛素样生长因子结合蛋白（Insulin-like growth factor bingding protein,IGFBPs）组成的调控网络有关。本试验以利用CRISPR/Cas9系统制备的4头ZBED6基因编辑广西巴马小型猪的后代个体为试验对象,以3头同龄野生型广西巴马小型猪作为对照,进行个体安全评价,包括血液生理生化指标检测,编辑基因ZBED6、调控基因IGF2、结构相关基因ZC3H11A以及IGF2结合蛋白基因在心、肝、脾、半腱肌和半膜肌中表达量的检测;环境安全评价包括对猪场环境样品进行基因漂移检测、对野生型和编辑型猪的粪便微生物及养殖场内外土壤微生物的群落结构进行对比分析。所得的主要结果如下:（1）ZBED6基因编辑猪的血液生理生化指标均在健康范围。（2）ZBED6基因编辑猪的ZBED6基因表达量较于野生型猪在五种组织中均有一定程度的下调;ZBED6基因编辑猪的IGF2及其结合蛋白基因在五种组织中的表达量较于野生型猪无显著差异（P>0.05）。（3）在粪便、土壤、植物和蚯蚓提取的DNA中未检测到被编辑的ZBED6基因片段,表明未发生基因漂移。（4）基因编辑猪粪便微生物和野生型猪粪便在微生物的多样性和丰富度没有显著差异（P>0.05）;在细菌物种组成方面,结果呈现出明显的个体差异性,但KO组与WT组在微生物各分类水平上各优势菌种的丰度占比无显著差异（P>0.05）。（5）基因编辑猪场内外土壤中的微生物多样性与丰富度没有显著差异（P>0.05）。在细菌物种组成方面,猪场内土壤和猪场外土壤微生物的组成相似,在门水平上的优势菌种都为Proteobacteria、Acidobacteria,属水平的优势菌种组成类似,比如Sphingomonas、Gp1、Gp3。（6）饲养ZBED6基因编辑猪不会显著性影响其粪便及环境土壤微生物的群落功能。综上所述,与野生型巴马小型猪相比,ZBED6基因编辑猪的健康状况与野生型猪无显著差异;编辑后的ZBED6基因未漂移至环境中,基因编辑猪粪便微生物群落结构及功能与野生型无显著差异,基因编辑猪场内土壤微生物群落结构及功能与猪场外部土壤无显著差异。试验结果初步表明ZBED6基因编辑巴马小型猪具有良好的生物安全性,为ZBED6基因编辑巴马小型猪的应用奠定了基础,为建立基因编辑动物的安全评价体系提供一定的科学依据。
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