Cell Discovery｜杨磊/李光鹏/高绍荣团队构建牛All-in-One生物育种新路径|all-in|rna|李光鹏|杨磊(1993年)|高绍荣

精准基因编辑是生物育种的核心技术，也是培育优良家畜品种的关键，但传统CRISPR/Cas9技术因Cas9序列长、依赖双AAV载体递送编辑器和供体 HDR模板，且制备编辑动物需显微注射造成胚胎损伤，成为大动物精准育种的限速瓶颈。

2026年3月17日，内蒙古大学杨磊、李光鹏教授与同济大学高绍荣院士团队再度携手攻关，在 Cell Discovery 发表研究论文， Rapid production of precisely edited cattle and mice via a single AAV delivered miniature IscB # /ωRNA # 。通过改造获得高效低脱靶的微型IscB#/ωRNA#编辑工具，构建出All-in-One全新AAV递送体系，实现受精卵无显微操作的直接精准编辑，成功获得抗热应激SLICK基因编辑牛，为反刍家畜精准育种开辟了极简高效新路径。

一、研究突破：三大技术创新打造家畜精准编辑系统

本研究以构建极简式基因编辑技术体系为目标，从工具、载体、递送方式三方面实现突破，打造出适配家畜育种的精准编辑系统：

1. 改造微型编辑工具，兼顾高效与低脱靶。以Cas9祖先蛋白 IscB 为基础，截短其TID基序筛选出高效变体 IscB # ，同时截短 ωRNA 茎环结构获得 ωRNA # ，构建的 IscB # /ωRNA # 在细胞中编辑效率提升至73%，且高预测脱靶位点的脱靶效应大幅降低。

2. 开发All-in-One 递送，突破容量限制。构建整合 IscB # /ωRNA # 与最长2.5kb自切割HDR模板的单AAV载体，提升同源定向修复效率，解决了传统技术需双AAV递送的难题，为家畜基因片段敲入、外显子替换提供核心工具。

3. 建立无显微操作孵育，保护胚胎完整性。利用AAV穿透胚胎透明带的特性，实现受精卵不去除透明带、无显微注射的直接编辑，避免胚胎机械损伤，有效提升囊胚形成率与活体动物出生率。

「 All-in-One 」全新生物育种路径

二、跨物种验证：从模式动物到肉牛的成功落地

研究团队先完成小鼠模型有效性验证，靶向酪氨酸酶（Tyr）基因实现近93%的白化表型敲除，该技术单基因编辑效率与传统显微注射相当，还可实现双基因高效敲除，囊胚形成率也从65.3%提升至85.4% 。随后团队将技术体系拓展至肉牛育种，优化AAV孵育条件后，成功实现牛催乳素受体（PRLR）基因外显子的精准替换，编辑囊胚移植后获得2头犊牛，出生率与普通体外受精 IVF 胚胎持平，其中1头安格斯牛健康存活至成年，表现出短毛的SLICK表型，且在预测脱靶位点无脱靶效应、编辑工具无残留，团队也借此实现了全球首个批准上市CRISPR编辑SLICK牛的一步法快速创制，成功获得无脱靶的精准编辑种质，充分验证了该技术的实用性。

三、核心价值：推动家畜生物育种向高效化、产业化升级

这项研究的价值，不仅在于成功开发出微型编辑工具，更在于彻底打破了传统CRISPR技术在育种中的应用局限，为反刍动物提供了“All-in-One”的路径支撑，推动生物育种向高效、便捷方向升级。培育的SLICK抗热应激牛完全符合安全认证标准，为我国基因编辑家畜的产业化应用奠定了种质基础。该SLICK品种能显著提升高温地区牛的养殖存活率与生产效率，对缓解气候变暖对畜牧业的影响、保障肉奶供给具有重要的现实意义。

杨磊教授、李光鹏教授、高绍荣院士为本文共同通讯作者，宋丽爽讲师、刘雪霏助理研究员、狄安琪博士、吴迪博士、白春玲副教授为共同第一作者。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41421-026-00871-y

制版人：十一

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（*排名不分先后）