小鼠變得更像人類了。研究人員首次透過精確地將小鼠基因組中較大的一部分替換為等效的人類DNA，成功地在小鼠身上重現了人類血液疾病。這項技術可以交換一個基因及其周圍的基因組區域，可能使遺傳學家能夠克服目前在小鼠身上研究人類疾病的一些障礙。
“用突變小鼠來定義基因功能，無論是小鼠基因還是人類基因，都是最好的方法，”蘇格蘭愛丁堡大學的遺傳工程師、描述該技術的《細胞》雜誌報告的主要作者安德魯·史密斯說。“透過我們所做的方式，你可以做到絕對精確。”
研究人員已經知道如何將單個小鼠基因替換為其人類對應基因，以建立所謂的轉基因小鼠。但是，基因的活性也受基因外部的DNA片段的調節。該領域面臨的問題是，等效基因在小鼠中的調節方式可能與在人類中不同。
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例如，α-地中海貧血曾試圖透過刪除部分小鼠α血紅蛋白基因（一種攜帶氧氣的血液蛋白形式）來建模，但一直未能成功。儘管相同的缺失會導致人類患病，但小鼠基因外部的調節DNA會彌補這種損失，從而導致該疾病的弱化版本。
為了插入人類α血紅蛋白的調節機制，史密斯和他的同事們改編了一種名為Cre/lox的系統，用於交換兩個基因片段。在他們修改的技術中，研究人員將兩種不同的細菌lox DNA短片段插入小鼠胚胎細胞的基因組中，使其側翼圍繞著小鼠基因及其調節元件。
他們還將包含相同位置的匹配lox序列的等效人類DNA片段注入小鼠細胞中。然後，他們使用一種名為Cre重組酶的酶，將匹配的lox序列彼此連線，從而將小鼠DNA切換為人類片段。
果然，儘管基因交換很少發生，但當再次改變所得轉基因小鼠以模仿α-地中海貧血時，它們具有與患有人類疾病的人相同的血紅蛋白基因表達和紅細胞形狀變化，該小組報告說。
此外，史密斯說，沒有將人類DNA隨機插入其他位置，也沒有插入多個副本或指向錯誤方向的片段——當研究人員透過其他方式將大段DNA插入小鼠基因組時，通常會出現這些問題。