2024年10月04日，国际著名生物学综合期刊“eLife”在线发表我校动科学院连正兴教授团队的研究论文《CRISPR/Cas9产生的MSTNDel73C突变和FGF5敲除促进绵羊骨骼肌肌纤维增生》（A MSTNDel73C mutation with FGF5 knockout sheep by CRISPR/Cas9 promotes skeletal muscle myofiber hyperplasia）。该研究首次构建了MSTN和FGF5双基因编辑的高产肉“双肌”绵羊，揭示了双基因编辑促进肌纤维增生的分子机制。
肌肉的产量和质量是畜禽重要的经济性状，是驱动畜牧生产经济效益最大化的核心要素。羊肉味道鲜美，富含蛋白质、维生素 D、钙和铁等，是人类消费的重要肉类之一。加快培育高产优质肉羊新品种，提高肉品质是我国畜禽生物育种领域亟待解决的问题。肌肉生长抑制素（Myostatin, MSTN）和成纤维细胞生长因子5（Fibroblast growth factor 5, FGF5）分别为肌肉发育和毛发生长的负调控因子，利用 CRISPR/Cas9基因编辑技术制备MSTN和FGF5基因编辑动物，可极大改善畜禽产肉量和产毛量，强化种业“芯片”，具有巨大的经济效益。
本研究通过优化Cas9 mRNA与sgRNA的递送比例至1：10，显著提高了双等位基因纯合突变的效率。基于此制备的MSTN和FGF5双基因编辑绵羊的MSTN基因第3外显子缺失AGC 3个碱基，造成Myostatin蛋白成熟区第73位半胱氨酸的缺失，FGF5基因产生了5 bp和37 bp缺失的复合杂合突变类型，从而培育出了兼备高产肉、低脂肪沉积和高产细毛的绵羊新品种。F0和 F1代突变体都突出了高产肉的优良特性，单位面积中的肌纤维数量显著增加，表现为肌纤维增生的特性。
中国农业大学为该论文的第一完成单位，动科学院博士陈明明、博士后赵越、副教授于坤为论文的共同第一作者，连正兴教授和吕锋骅副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了农业生物育种重大项目、国家自然科学基金面上项目和国家重点研发计划的资助。
文章链接：https://doi.org/10.7554/eLife.86827.3
信息来源：中国农业大学
