缓步动物正在接受“手术”。至少它们的基因是这样。日本东京大学的一个团队已经成功地使用CRISPR编辑了缓步动物的基因。这些“水熊”或“苔藓猪”是超有韧性的微小动物，而对它们基因的深入研究是理解它们生存极端条件的遗传基础的一步。这些发现被描述在一项于6月13日发表在《PLOS Genetics》杂志上的研究中，并且可能具有潜在的医疗应用，特别是与人体器官相关的应用。
终极幸存者
有超过1300种缓步动物生活在各种各样的环境中——开花植物上、潮湿的苔藓中、沙子、淡水和海洋里。这些无脊椎动物大多数的体长约为0.002至0.05英寸。
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缓步动物可以承受极端高温、寒冷、干旱，甚至在太空的寒冷真空中生存。自1773年以来，由于很少有生物能够承受这些极端条件，它们就一直吸引着科学家的好奇目光。解开它们坚韧的秘密可能具有科学应用价值。
“要理解缓步动物的超能力，我们首先需要了解它们的基因是如何运作的，”研究合著者、生物学家竹和国和（Takekazu Kunieda）在一份声明中说。
敲除编辑与敲入编辑
在这项研究中，研究团队使用了Ramazzottius varieornatus，这是一种非常耐受的缓步动物。他们使用了一种称为直接亲代CRISPR (DIPA-CRISPR)的最新技术。这种方法基于诺贝尔奖获奖的CRISPR基因编辑技术，它就像一把遗传手术刀，可以更有效地切割和修饰基因。
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DIPA-CRISPR的工作方式与普通CRISPR略有不同。它可以改变目标生物后代的基因组。DIPA-CRISPR已被证明对昆虫有效，但据该团队称，这是首次将其用于非昆虫生物。
“我和我的团队开发了一种方法，可以像编辑计算机数据一样编辑基因——添加、删除或覆盖它们，”国和说。“这现在可以让研究人员像研究果蝇或线虫等更成熟的实验室动物一样，研究缓步动物的遗传特征。”
Ramazzottius varieornatus是一种全雌性的缓步动物，通过无性繁殖。与其他动物不同，几乎所有的后代都有两份相同的编辑过的代码。这使得这些缓步动物雌性成为DIPA-CRISPR的理想选择。
“我们只需要将程序化用于靶向特定基因移除的CRISPR工具注入到一只母体体内，就可以得到基因修饰的后代，这被称为‘敲除’编辑，”研究合著者、千叶工业大学生物学家小野寺耕司（Koyuki Kondo）在一份声明中说。“我们也可以通过注射我们想要包含的额外DNA片段来获得基因修饰的后代；这被称为‘敲入’编辑。”
敲入编辑允许科学家精确编辑缓步动物的基因组，从而控制单个基因的表达方式。
人体器官应用
缓步动物具有在极端脱水条件下长时间生存的独特能力。它们可以进入“桶状”休眠状态，在感知到危险时进入休眠，修复自身辐射损伤的DNA，并利用其细胞中的一种特殊的凝胶蛋白。
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有趣的是，这种凝胶蛋白特性可以应用于人体细胞。国和及其他缓步动物研究人员认为，探索未来是否可以将整个人体器官成功脱水再水化而不发生退化是值得的。这可能拯救生命，并彻底改变器官捐赠、运输和外科手术的应用方式。
“我知道有些人对基因编辑感到焦虑，但我们在严格控制的条件下进行了基因编辑实验，并将编辑过的生物体安全地保存在封闭的隔间里，”国和说。“CRISPR可以成为理解生命和辅助有益应用的绝佳工具，这些应用可以对世界产生积极影响。缓步动物不仅让我们得以一窥未来可能实现的医学进步，而且它们一系列非凡的特性意味着它们拥有令人难以置信的进化故事，我们希望通过使用我们新的DIPA-CRIPSR技术将其与其他近缘生物的基因组进行比较来讲述这个故事。”
