賽業(yè)“阿波羅計劃”CRISPR-AI敲除小鼠精子庫創(chuàng)新技術(shù)介紹

作為全球領(lǐng)先的轉(zhuǎn)基因/基因敲除模式動物商業(yè)技術(shù)平臺，歷經(jīng)十多年的發(fā)展，賽業(yè)已服務(wù)數(shù)千客戶，學(xué)術(shù)引用累計超過1300篇，是目前國際上最主要、最被認可的基因工程模式動物商業(yè)服務(wù)平臺之一。在基因工程模式動物領(lǐng)域數(shù)年不懈的耕耘，讓賽業(yè)積累了豐富的模式動物制備經(jīng)驗，也獲得了無數(shù)客戶的充分認可。

為了給客戶提供更快捷更高效的服務(wù)，賽業(yè)生物一直致力于技術(shù)創(chuàng)新。2015年下半年，賽業(yè)生物應(yīng)用最先進的高通量電轉(zhuǎn)受精卵方式替代手工注射受精卵的方式，結(jié)合賽業(yè)特殊優(yōu)化的超排卵技術(shù)和人工智能（AI）的AlphaKnockout基因打靶專家方案系統(tǒng)，首批測試了100個CRISPR-AI基因敲除小鼠精子凍存項目，各項數(shù)據(jù)表明新技術(shù)大幅度地提高了項目的成功率。

令人驚喜的測試結(jié)果讓賽業(yè)生物決定乘勝追擊。2016年初，賽業(yè)決定啟動被譽為“賽業(yè)阿波羅計劃”的“萬例CRISPR-AI敲除小鼠精子庫”項目。得益于過往數(shù)年經(jīng)驗的累積以及賽業(yè)成熟的高通量載體構(gòu)建平臺與電轉(zhuǎn)受精卵技術(shù)，賽業(yè)生物在短短一年半內(nèi)已經(jīng)建立了3800余個CRISPR-AI敲除小鼠精子品系。預(yù)期2018年會完成10000個CRISPR-AI敲除小鼠精子品系，并且基因敲除大鼠的精子庫籌建已經(jīng)列入日程。

未來依托“萬例CRISPR-AI敲除小鼠精子庫”，賽業(yè)不再局限于提供基因敲除小鼠定制服務(wù)，而是將業(yè)務(wù)板塊拓展為為科研機構(gòu)及醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)提供完整的人類疾病模型保種、生產(chǎn)、供應(yīng)和信息咨詢等服務(wù)，以便在更廣范圍、更大程度、更高層次上推動我國基因工程模式動物研究的發(fā)展。

創(chuàng)新技術(shù)介紹：

1、天河二號助力AlphaKnockout基因打靶專家系統(tǒng)

賽業(yè)生物開發(fā)的AlphaKnockout基因打靶專家系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化的基因敲除小鼠方案設(shè)計，并且在天河二號超級計算機的強大運算功能支持下，10秒即可展現(xiàn)設(shè)計方案（www.alphaknockout.com）。智能化的方案設(shè)計過程，加速了萬例CRISPR-AI敲除小鼠精子庫建設(shè)項目的進展。

2、優(yōu)化的高通量電轉(zhuǎn)技術(shù)

傳統(tǒng)的受精卵注射技術(shù)需要借助顯微操作系統(tǒng)人工逐個卵進行注射，操作效率一直無法提升。賽業(yè)生物聯(lián)合專業(yè)設(shè)備研發(fā)單位，研發(fā)出一款適合哺乳動物受精卵電轉(zhuǎn)的系統(tǒng)和配套體系。該系統(tǒng)可將發(fā)育到特殊階段的小鼠受精卵特殊處理后進行大批量的受精卵轉(zhuǎn)染。電轉(zhuǎn)技術(shù)突破了注射環(huán)節(jié)的效率瓶頸，使得高通量的操作變成了可能，從而大幅提高了制備的效率。

3、超高效的受精卵獲得技術(shù)

研究表明聯(lián)合使用抑制素抗血清（IAS）和常規(guī)超排激素（PMSG和HCG）可以大幅提高小鼠的超排卵數(shù)量。賽業(yè)生物聯(lián)合知名生物試劑公司共同進行促排卵試劑的研發(fā)，經(jīng)過一系列優(yōu)化，最終使得供卵小鼠的供卵數(shù)量提高了2-3倍，大幅減少了小鼠的使用，增加了動物福利，也加速了CRISPR-AI敲除精子庫小鼠復(fù)蘇的過程。

4、全新的凍存技術(shù)體系

賽業(yè)生物在原有的無血清非程序凍存專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對動物的精子和胚胎的凍存技術(shù)進行大量的體系優(yōu)化，使得復(fù)蘇率和出生率進一步得到了提升，并且具有非常理想的穩(wěn)定性。這為我們CRISPR-AI敲除小鼠庫的構(gòu)建提供了穩(wěn)定的凍存技術(shù)支持。

賽業(yè)生物成立十一年來，一直致力于技術(shù)創(chuàng)新。我們不僅努力提高基因工程模型小鼠的制備效率，而且從動物福利的角度出發(fā)，積極探索和研究減少使用動物的方法。此外，賽業(yè)生物也積極嘗試利用人工智能技術(shù)和生物信息學(xué)技術(shù)推動生物技術(shù)領(lǐng)域的人工智能化進程。以上種種努力，讓賽業(yè)生物穩(wěn)步成為全球領(lǐng)先的轉(zhuǎn)基因/基因敲除模式動物商業(yè)技術(shù)平臺，成為國際上最主要、最被認可的基因工程模式動物商業(yè)服務(wù)平臺之一。

參考文獻：

1. T.Takeo and N.Nakagata, Superovulation Using the Combined Administration of Inhibin Antiserum and Equine Chorionic Gonadotropin Increases the Number of Ovulated Oocytes in C57BL/6 Female Mice. PLOS ONE on May 29,2015,10 (5)

2. Sean Chen, Benjamin Lee, Angus Yiu-Fai Lee, Andrew J. Modzelewski, Lin He. Highly Efficient Mouse Genome Editing by CRISPR Ribonucleoprotein Electroporation of Zygotes .Journal of Biological Chemistry,2016,291 (28):14457