在我國，豬肉的消費和生產占有特別重要的地位，生豬飼養量和豬肉消費量均占世界總量的一半左右，2015年中國生豬出欄7億多頭。根據《全國生豬生產發展規劃（2016-2020年）》數據顯示，育肥豬料肉比降低0.1，全國可以節約600萬噸飼料。因此通過基因編輯技術針對影響豬重要經濟性狀的主效基因進行遺傳修飾，可以快速降低豬的脂肪沉積、提高瘦肉率和生產效率，不但能夠增加養豬生產的經濟效益，還可以滿足消費者對於高品質豬肉的需求，促進中國生豬產業的健康發展。

　　哺乳動物主要存在兩種脂肪：儲存能量的白色脂肪和消耗能量的棕色脂肪。很多研究表明，棕色脂肪可以通過消耗能量來維持體溫和抵抗肥胖。而解偶聯蛋白1（UCP1）是棕色脂肪產熱和代謝調節係統的必要條件和關鍵組分。在進化過程中，現代家豬的祖先在2000萬年前就丟失了UCP1基因， 因而也缺少棕色脂肪。這可能是新生仔豬對寒冷環境極其敏感的原因之一。仔豬因寒冷應激造成的死亡，不僅影響了動物福利，更是給寒冷地區的畜牧生產帶來了巨大的經濟損失。更為重要的是，UCP1的缺失可能和豬易於沉積脂肪也與有關。脂肪的過度沉積會降低飼料報酬，增加生產成本，同時食用高脂肪含量的豬肉也不利於人類健康。

　　必威精装版app西汉姆联 趙建國研究員與金萬洙研究員以及中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所王彥芳研究員前期研究合作，發現了抗寒品種豬（藏豬、東北民豬）抵禦寒冷應激的分子機製，揭示了UCP3基因 （UCP家族成員）與白色脂肪棕色化對豬能量代謝的重要影響（Lin等，JMCB，2017）¹。在此基礎上，該科研團隊進一步利用CRISPR/Cas9介導的非同源重組整合外源片段的方式，構建了UCP1基因定點（豬內源UCP1假基因位點）敲入豬，實現了UCP1基因在豬白色脂肪組織的特異表達。試驗結果表明，UCP1豬在急性冷刺激情況下的體溫維持能力顯著優於野生型豬，能更好的抵抗寒冷環境。生產性能測定結果顯示UCP1轉基因豬脂肪率顯著降低（減少4.89%），背膘厚度顯著降低（減少2.4mm），瘦肉率顯著增加（增加3.38%）。進一步對轉基因豬進行活動量和代謝率測定，結果表明在正常狀態下，UCP1在豬白色脂肪中的表達對豬的生理活動及能量代謝無影響。分子機製解析發現UCP1基因通過促進脂肪水解從而使脂肪沉積減少。

　　上述工作確認了豬的內源UCP1基因的缺失，揭示了UCP1基因對豬脂肪代謝的影響機製，發現UCP1在豬的白色脂肪中表達，可以減少脂肪沉積，從而增加瘦肉率，同時提高豬的抗寒能力，為豬的新品種培育提供了良好的素材，也為通過基因編輯技術改良豬的數量性狀提供了概念驗證。相關論文以題目“Reconstitution of functional UCP1 using CRISPR/Cas9 in the white adipose tissue of pigs decreases fat deposition and improves thermogenic capacity”於2017年10月23日在線發表於PNAS雜誌。

　　必威精装版app西汉姆联 幹細胞與生殖生物學國家重點實驗室博士生鄭千濤、博士後黃嬌嬌博士和動物生態與保護生物學重點實驗室博士生林駿為共同第一作者, 必威精装版app西汉姆联 趙建國研究員、金萬洙研究員和中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所王彥芳研究員為共同通訊作者。該課題得到了中國科學院戰略性先導科技專項、國家轉基因專項、國家自然科學基金、國家基礎研究計劃和863計劃等項目的資助。

　　文章發表後得到了國內外媒體的廣泛關注，國際著名期刊Science、美國最大公眾廣播電台National Public Radio（NPR）以及新華網都做了相應的報道。（論文鏈接）

A-C) UCP1定點敲入（KI）豬的獲得及鑒定。(D-E) UCP1在豬白色脂肪中表達提高仔豬的體溫調節能力。(F-G) UCP1定點敲入豬胴體脂肪率顯著降低，背膘減少，瘦肉率顯著上調。

參考文獻：1. Lin J, et al. (2017) Cold adaptation in pigs depends on UCP3 in beige adipocytes. Journal of molecular cell biology.