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2024-03-29 20:50

禽流感可以通过编辑鸡的基因来根除——我们的研究展示了如何做到这一点

基因编辑技术的最新进展可能用于创造抗病动物。这可能会减少禽流感的传播,通常被称为禽流感。

在最近的一项基因编辑研究中,我和我的同事展示了基因编辑保护鸡免受禽流感威胁的潜力。这种疾病是由一种不断进化的病毒引起的,它绕过了许多生物安全措施,如良好的卫生、限制鸟类运动、通过适当检测进行监测以及有选择地消灭受感染的鸟类。

基因编辑的突破将阻止目前因禽流感爆发而遭受的巨大经济损失。这也将是控制一种可能导致人类严重疾病和死亡的疾病的重要一步。

世界各地爆发的禽流感造成了数十亿美元的损失。美国农业部报告说,2022年有多达5000万只鸟死于禽流感。最近,南非家禽协会表示,在2023年上半年发现疫情爆发后,有700多万只鸡被销毁。

除了经济影响之外,禽流感的爆发还对人类健康构成威胁。

在2019冠状病毒病大流行之前,禽流感被认为可能引发毁灭性的人类大流行。这促使了由世界动物卫生组织、世界卫生组织和联合国粮食及农业组织领导的国际监督。

这种担忧是有根据的,因为20世纪的三次流感大流行——包括导致数千万人死亡的1918年流感大流行——都起源于鸟类。

疫苗接种是预防禽流感在鸡群中爆发的主要方法。

然而,疫苗的效力有限,因为禽流感病毒会迅速进化。随着时间的推移,这使得现有疫苗的有效性降低。此外,禽流感病毒有多种毒株,但疫苗只对特定毒株有效。

有必要将疫苗与引起疫情的主要菌株相匹配。使用疫苗还可能涉及大量成本和分配方面的实际障碍。

与疫苗接种不同,基因编辑针对鸡体内对所有禽流感病毒株都至关重要的一种或多种蛋白质,有效地阻止了病毒的传播。

基因编辑是指对动物的特定基因进行精确改变,以引入对特定疾病的抵抗力、提高生产力和提高动物福利等特征的过程。

通过基因编辑引入动物的有益基因变化可能已经在另一种动物身上自然发生。

例如,基因编辑被用来通过引入天然无角牛的基因变化来使奶牛无角。这一点很重要,因为许多奶牛都长有角,因此为减少动物和农民受伤的风险,必须给小牛去角,这是一种痛苦的做法。

重要的是不要将基因编辑与基因修改混淆,后者需要将基因从一个物种转移到另一个物种。这种区分对于监管目的是必要的,特别是因为旧的基因改造技术在许多国家面临严格的监管,阻碍了它的发展。

为了在我们的研究中产生基因编辑的鸡,我们使用了被称为CRISPR/Cas9的强大分子剪刀来编辑单个基因。我们的目标是鸡的ANP32A蛋白。

与同时孵化的正常鸡相比,这些基因编辑的鸡成熟了,对它们的健康和福祉没有任何明显的不利影响。

为了测试它们的抵抗力,我们将基因编辑过的鸡暴露在低剂量的禽流感病毒中。值得注意的是,10只鸡中有9只表现出完全的耐药性,并且没有传播给其他鸡。

我们采取了更大胆的一步,用高剂量的非自然剂量的病毒——低剂量的1000倍——接种了基因编辑过的鸡。这一次,10只接种了基因编辑的鸡中有5只被感染。

我们还发现禽流感病毒能够适应使用编辑过的ANP32A蛋白,以及两个相关蛋白- ANP32B和ANP32E。但我们通过细胞实验证明,同时编辑这三种蛋白质可以完全抑制病毒。

正在进行的研究旨在确定创造下一代基因编辑鸡所需的特定基因编辑组合,从而提供完全和永久的禽流感保护。

基因编辑应该被视为预防和控制致命动物疾病的重要工具。

为了促进旨在改善动物健康和福利的基因编辑技术的发展,政府需要制定支持性法规。

抗病动物有可能保护全球粮食安全和公众健康,这是在生物技术领域追求这一创新途径的一个令人信服的理由。