对缓步动物的永久基因编辑有助于揭示它们惊人的复原力

某些种类的缓步动物对大多数其他生命形式致命的各种极端条件具有高度和异常的抵抗力。这些特殊能力的基因基础仍然难以捉摸

东京大学的研究人员首次使用CRISPR技术成功编辑了一种以前无法使用基因组编辑工具进行研究的高弹性缓步动物物种的基因。这项研究已经发表在《公共科学图书馆遗传学》上

将CRISPR成功传递给无性缓步动物物种，直接产生经过基因编辑的后代。特定缓步动物基因的设计和编辑使研究人员能够研究哪些是缓步动物恢复力的原因，以及这种恢复力是如何发挥作用的。

如果你听说过缓步动物，那么你肯定听说过它们在极端高温、寒冷、干旱甚至太空真空等情况下生存的不同寻常的能力，而这些情况是该物种的不同成员所拥有的。因此，自然地，它们吸引了热衷于探索这些新奇事物的研究人员，这不仅是出于好奇，也是为了研究如果我们了解它们的秘密，有朝一日可能会有什么应用

生物科学系副教授Takekazu Kunieda说：“要了解缓步动物的超能力，我们首先需要了解它们的基因功能。”

“我和我的团队已经开发了一种编辑基因的方法——添加、删除或覆盖它们——就像你在计算机数据上所做的那样，在一种非常耐受的缓步动物Ramazzottius variornatus中。这现在可以让研究人员研究缓步动物的遗传特征，因为他们可能会研究更成熟的实验室动物，如果蝇或线虫。”

该团队使用了一种名为直接亲本CRISPR（DIPA-CRISPR）的最新开发的技术，该技术基于现在著名的CRISPR基因编辑技术，可以作为基因手术刀，比以往任何时候都更有效地切割和修改特定基因。DIPA-CRISPR具有能够影响目标生物后代基因组的优势，此前已被证明对昆虫有效，但这是它首次用于包括缓步动物在内的非昆虫生物

Ramazzottius varioronatus是一种无性繁殖的全雌性物种，与其他动物不同，几乎所有的后代都有两个相同的编辑代码副本，这使其成为DIPA-CRISPR的理想候选者

“我们只需要将CRISPR工具注射到父母体内，以靶向特定基因，从而获得被称为‘敲除’编辑的修饰后代，”研究时的项目研究员近藤晃幸（现任千叶理工学院生命科学系助理教授）说

“我们还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‘连锁’编辑。连锁编辑的可用性使研究人员能够精确编辑缓步动物的基因组，例如，使他们能够控制单个基因的表达方式，或展示基因的功能。”

该物种表现出的主要恢复力特征是它们能够长期在极度脱水中生存。这之前被证明部分是由于他们细胞中的一种特殊的凝胶蛋白。这种特性很有趣，因为它也被应用于人类细胞

Kunieda和其他缓步动物研究人员认为，是否有一天，像整个人体器官这样的东西能够成功脱水和补水而不退化，值得探索。如果这是可能的，它可能会彻底改变器官捐赠、运输和在手术中使用的方式，以挽救生命

“CRISPR是一种令人难以置信的工具，可以用来理解生命，并帮助进行有益的应用，从而对世界产生积极影响。Tardigrades不仅让我们一窥医学进步的可能，而且它们的一系列显著特征意味着它们有一个令人难以置信的进化故事，我们希望在使用我们新的基于DIPA-CRIPSR的技术将它们的基因组与亲缘关系密切的生物进行比较时讲述这个故事。”