美国威斯康辛医学院、桑加莫生物科学公司、西格玛—阿尔德里奇公司、开放单技术公司及法国国家卫生院的研究人员于7月24日联合宣布，他们利用锌指核酸酶技术成功地创建了首个基因靶标敲除大鼠。

　　在7月24日出版的《科学》杂志上，研究人员描述了创建带有永久性、可遗传基因突变大鼠的锌指核酸酶技术新应用，从而为开发出带有人类疾病的新型基因工程动物模型铺平了道路。锌指核酸酶技术将使此类动物的创建速度更快，也许还可能创造出不同于大鼠的其它实验物种。

    威斯康辛医学院的人类和分子遗传学研究中心主任霍华德·雅各布医学博士说，到目前为止，大鼠遗传学家缺乏基因敲除或突变的可行技术，以了解这些特定基因的功能。此项研究表明，锌指核酸酶技术可绕过目前必需的繁琐实验环节，如核转移（克隆）或等，并允许快速地建立起新的动物模型。

 　　这篇题为《经由胚胎微量注射锌指核酸酶创建基因敲除大鼠》的论文指出，科学家使用锌指核酸酶技术，在不影响对其他基因测量效果的情况下，敲除了一个插入的外来基因和两个天生的大鼠基因。重要的是，基因变异大鼠的后代也携带了这个变化，这表明这个基因改变是永久的和可遗传的。总之，研究结果展示出了将锌指核酸酶转运入早期胚胎，能快速建立起遗传并敲除整个生物体内的变异基因的能力。

    大鼠在许多生理特性上要比小鼠更为接近人类，是建立人类疾病模型的理想对象。广泛的遗传特征表明，大鼠约2.5万到3万个基因中的90%与人类和小鼠相似，其较大身材使其成为通过连续采样进行药物评估的高级模型。建立敲除了突变基因的大鼠一直以来是一项重大挑战，但此项新技术将使大鼠在生理学、内分泌学、神经学、新陈代谢、寄生虫及癌症形成和发展的研究中发挥更大的作用。雅各布则希望利用这些基因敲除大鼠更好地了解、心脏病、肾功能衰竭和癌症等疾病的进程。

    锌指核酸酶是一种可诱导生物体内的DNA在特定位置产生双链断裂的工程蛋白。这种双链断裂刺激细胞的天然DNA修复路径，并导致DNA序列中特定位置的变化。此前，锌指核酸酶技术曾用于剔除果蝇、蠕虫、人工培养的人体细胞及斑马鱼胚胎中的特定基因，现在正用于人体临床试验以治疗艾滋病。利用此项技术在哺乳动物胚胎中进行基因编辑则是首个成功的例子。

    桑加莫公司的研发副总裁菲利普·格雷戈里说，此项锌指核酸酶技术将可广泛适用于各类物种。使用标准实验室技术进行微量注射，锌指核酸酶技术为敲除细胞内和整个生物体内的基因提供了一个强大的工具。该技术将成为对细胞、植物和进行基因改造的可行方案。

    Science 24 July 2009:DOI: 10.1126/science.1172447

    Knockout Rats via Embryo Microinjection of Zinc-Finger Nucleases

    Aron M. Geurts,1,2,* Gregory J. Cost,3,* Yevgeniy Freyvert,3 Bryan Zeitler,3 Jeffrey C. Miller,3 Vivian M. Choi,3 Shirin S. Jenkins,3 Adam Wood,4 Xiaoxia Cui,4 Xiangdong Meng,3 Anna Vincent,3 Stephen Lam,3 Mieczyslaw Michalkiewicz,1,2 Rebecca Schilling,1,2 Jamie Foeckler,3 Shawn Kalloway,3 Hartmut Weiler,1,2 Séverine Ménoret,5 Ignacio Anegon,5 Gregory D. Davis,4 Lei Zhang,3 Edward J. Rebar,3 Philip D. Gregory,3 Fyodor D. Urnov,3 Howard J. Jacob,1,2,6, Roland Buelow7,

    The toolbox of rat genetics currently lacks the ability to introduce site-directed, heritable mutations into the genome to create knockout animals. By using engineered zinc-finger nucleases (ZFNs) designed to target an integrated reporter and two endogenous rat genes, Immunoglobulin M (IgM) and Rab38, we demonstrate that a single injection of DNA or messenger RNA encoding ZFNs into the one-cell rat embryo leads to a high frequency of animals carrying 25 to 100% disruption at the target locus. These mutations are faithfully and efficiently transmitted through the germline. Our data demonstrate the feasibility of targeted gene disruption in multiple rat strains within 4 months time, paving the way to a humanized monoclonal antibody platform and additional human disease models.

    1 Human and Molecular Genetics Center, Medical College of Wisconsin, Milwaukee, WI 52336, USA.

    2 Department of Physiology, Medical College of Wisconsin, Milwaukee, WI 52336, USA.

    3 Sangamo BioSciences, Incorporated, Richmond, CA 94804, USA.

    4 Sigma-Aldrich Biotechnology, St. Louis, MO 63103, USA.
    
    5 INSERM, UMR 643, CHU, Nantes, Université de Nantes, 44322 Nantes, France.

    6 Department of Pediatrics, Medical College of Wisconsin, Milwaukee, WI 52336, USA.

    7 Open Monoclonal Technology, Incorporated, Palo Alto, CA 94303, USA.