基因编辑改良罗非鱼皮肤，提升观赏性或扩大商业价值

近日， CRISPR杂志2021年8月号的封面刊登了一篇研究论文，题为：GenomeeditingusingCRISPR-Cas9systemtogenerateasolid-redgermlinesofNiletilapia(Oreochromisniloticus) ，即“使用CRISPR-Cas9系统进行基因组编辑以生成尼罗罗非鱼(Oreochromisniloticus)的纯红色种系” 。
这是以色列的农业研究组织（ARO）的科学家们利用CRISPR-Cas9基因组编辑工具创造的一种新的罗非鱼品种，这种罗非鱼不会在皮肤上出现颜色不均的斑点，而是获得了的比较统一的诱人的红色皮肤，这或许可以提升其观赏或者商业价值。
随着世界各地人口的持续增长，对食物的需求也在不断增长。水产养殖业在受控的条件下培育出淡水和咸水生物，从而提供可持续的食物来源。尼罗罗非鱼是全球排名前五的水产养殖鱼类之一。
近年来，市场对红罗非鱼的需求不断增加。然而，天然红罗非鱼表型在遗传上不稳定并受环境因素的影响，导致颜色不均匀，带有黑色或深红色斑点。

图|罗非鱼生鱼片（来源：flickr）
ARO动物科学、家禽和水产养殖部门的研究科学家、该研究的通讯作者JakobBiran博士说：“这些发现表明，基因组编辑有助于改良市场上比较受欢迎的品种，并可对原始的表型追本溯源。 ”
【基因编辑改良罗非鱼皮肤，提升观赏性或扩大商业价值】“虽然大多数基因组编辑的目标是产生新的表型，但我们展示了CRISPR-Cas9方法的微妙，使其来诱导小的基因组插入，最终导致不需要的表型缺失，从而在食用鱼中产生具有高商业价值的强大表型。 ”
在本研究中，描述了通过诱导slc45a2基因突变、功能丧失产生稳定且可遗传的红罗非鱼表型。溶质载体蛋白家族45成员A2(SLC45A2)是一种介导黑色素生物合成的膜转运蛋白，不管在鱼类还是人类的进化上保守性都比较强。 Biran的小组设计了slc45a2序列的特定引导RNA并将其显微注射到单细胞尼罗罗非鱼胚胎中，在受精卵中诱导皮肤和眼睛中黑色素的丢失，诱导白化率高达97-99% 。

图|slc45a2-RNPs诱导的成年罗非鱼突变的表型分析（来源：CRISPR网站）
他们对注射的鱼胚胎进行了测序，以确认所有注射的胚胎都携带具有“不同程度突变效率”的slc45a2基因突变等位基因。通过对鱼鳍、精子和第一代后代中的基因进行测序，研究者建立了突变等位基因的种系传递构架。
作者还展示了使用高分辨率熔融（HRM）曲线分析对杂合子后代进行高通量表型筛选的方法，这些杂合子后代携带该基因的一个突变等位基因，但它们的表现型看起来像他们的野生型兄弟姐妹。 HRM使Biran的团队能够识别杂合子，然后将杂合子杂交产生白化红罗非鱼品系，其中slc45a2基因的两个等位基因在种系中均发生突变。
这项研究结果突出了CRISPR-Cas9系统在尼罗罗非鱼养殖中的应用，在尼罗罗非鱼中产生具有红色表型的可遗传和可追踪的slc45a2–/–等位基因可能会影响全球罗非鱼养殖。不过，该品种仍将受到渔民、消费者和监管机构对消费级基因编辑鱼的态度的检验。
参考资料：
https://www.genengnews.com/news/a-fish-called-crispr-blocking-melanin-to-boost-commercial-demand-for-tilapia/
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