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責編丨迦漵
基因突變與轉基因技術已經成為基因功能研究、細胞譜系追蹤和人類疾病建模等的重要工具。目前進行這些遺傳操作通常是通過顯微注射將相應的物質導入受精卵中，但是通過這種方式建立的突變體或轉基因動物往往是嵌合體，若想得到穩定的雜合體或純合體分別需要至少再傳一代或兩代，因此科學家一直在尋找方法對配子進行遺傳操作，以降低時間和人力成本。
雌配子由於體積大，成為配子操作的首選。卵母細胞作為雌性配子，在卵巢中發育成熟。並且，卵母細胞的成熟過程十分複雜，需要多種垂體促性腺激素和性類固醇參與調節。包裹在卵母細胞周圍的體細胞（如卵泡細胞和顆粒細胞等）對其成熟也是必不可少的。因此，未成熟卵母細胞的體外培養仍然是一項具有挑戰性的工作。如果能夠在體內對未成熟卵母細胞進行遺傳操作，並使其仍在體內繼續發育成熟，這將對配子遺傳操作提供極大的便利。
針對上述問題，近日，清華大學生命學院孟安明院士團隊在Journal of Molecular Cell Biology（JMCB）以封面文章形式發表了題為The genetic program of oocytes can be
modified in vivo in the zebrafish ovary的研究成果：該研究建立了斑馬魚未成熟卵母細胞原位顯微注射技術（Oocyte Microinjection In Situ，OMIS），對活體雌魚體內的未成熟卵母細胞進行顯微操作。
作者發現，在褪黑素（Melatonin）的作用下，有約20%注射後的卵母細胞能夠成熟、排卵並受精；並且所得胚胎可正常發育為性成熟成魚。隨後，作者利用該技術：1）注射mRNA或嗎啉環修飾的反義寡核苷酸（Morpholino）實現在卵母細胞中母源過表達或敲低母源蛋白，為母源基因研究提供了強有力的工具；2）注射CRISPR/Cas9可以更高比例觀察到純合突變體表型，並首次證明未成熟的卵母細胞基因組能夠被編輯；3）結合Tol2轉座酶的轉基因技術，實現了短期內構建出三重轉基因品系，在F1代即可獲得三重穩定遺傳品系。
斑馬魚卵母細胞原位顯微操作技術流程示意圖
綜上所述，卵母細胞原位顯微注射技術能夠更高效地編輯基因組、更快速地構建轉基因品系、更徹底地敲低母源基因表達。同時，此技術為原位修復脊椎動物卵母細胞發育缺陷提供了新思路。
OMIS技術應用模式圖
作者簡介
孟安明教授，清華大學生命科學學院教授，清華-北大聯合中心研究員，2007年當選中國科學院院士，2008年當選發展中國家科學院（TWAS）院士。現任中國動物學會理事長，中國遺傳學會副理事長。主要利用斑馬魚為模式系統，研究脊椎動物胚胎早期發育的分子調控機制，包括母源因子的作用、胚胎層誘導與分化的調控機制、細胞譜系和細胞間通信等，研究成果有助於理解和預防人類不育不孕和出生缺陷。
左為吳小童，右為沈煒敏
清華大學生命學院博士生吳小童和博士生沈煒敏為該論文的共同第一作者。
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