每逢春节胖7天。今天是假期最后一天，减肥眼看着马上就又要成为热门话题了。如何健康地减肥可是一门学问，我就给大家讲一个通过基因编辑的方法培育又瘦又健康的猪的故事，祝新年好身材。
对，你没看错，就是近年来红得发紫的基因编辑系统——CRISPR/Cas9。到底什么是CRISPR/Cas9呢？简单说，相当于一把基因剪刀，可对基因组进行精准的定点修饰。大概就像你在Word文档中进行的插入、删除和替换等操作吧。
CRISPR是广泛存在于细菌及古菌中的一种获得性免疫方式，全名叫“成簇的规律间隔的短回文重复序列”（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，缩写就是CRISPR）。现在常用的CRISPR系统由单链引导RNA和有核酸内切酶活性的Cas9蛋白构成，所以叫做CRISPR/Cas9系统。
通过一段引导RNA（Guide RNA，gRNA）和Cas9蛋白，CRISPR系统可以追踪定位到目标DNA，并敲除或编辑一段DNA序列。
在猪体内有一种蛋白，叫非偶联蛋白1，简称UCP1（Uncoupling protein1）。这种蛋白存在于线粒体内膜中，是非震颤产热的关键元素，对于动物机体肥胖的调控起着至关重要的作用。
现代家猪在进化过程中丢失了功能性UCP1基因，导致体温调节能力较弱，对低温敏感。这不但升高了猪新生儿死亡率，也引发了许多猪的福利问题。因而，为了在家猪体内重建功能性的UCP1，便有了今天这个有料有趣的故事——来自中国科学院动物研究所的郑千涛和同事们，用CRISPR/Cas9系统，编辑了家猪的UCP1基因。
研究人员在猪内源UCP1位点上插入9 kb长的脂联素-UCP1基因片段，整合到猪胚胎的成纤维细胞基因组中。然后从确定成功敲入的细胞中筛选出一个作为供体细胞，把它的细胞核移植到去核卵母细胞中，成功地培育出2553个克隆胚胎。再把这些胚胎转入代孕母猪体内，成功产下12只雄性后代，即为UCP1基因敲入（knock in, KI）猪。
后来，这12只雄性小猪中的一只还与两只野生型（wild-type，WT）母猪交配，繁殖出了15只后代。这表明了这种CRISPR/Cas9基因工程猪具备了进行种系传递的可行性。
那么这些UCP1 KI猪与野生型猪相比都有什么特点呢？
特点1：UCP1 KI猪增强了体温调节能力。研究团队分别测量了1月龄的UCP1 KI猪和野生型猪在接受寒冷挑战的过程中，直肠温度随时间的变化。结果显示，野生型猪体温下降更快，2h后虽然有所回升，但依然低于UCP1 KI猪。
等猪长到6个月大，研究人员重复了寒冷实验。这次，猪腹侧和背侧等部位的红外热图像结果与1个月大时相一致，均表明UCP1 KI猪体表温度更高，更耐寒。这也就意味着，UCP1 KI猪可以为了产生热量消耗更多的脂肪。
特点2：UCP1 KI猪增强了褐色脂肪燃脂供热的能力。UCP1在褐色脂肪组织中的表达与线粒体的数量和/或功能有着紧密的联系。
褐色脂肪组织中存在大量线粒体，正是因为这些线粒体中的UCP1，让褐色脂肪组织能够大量消耗脂肪，给猪的身体提供热量。为研究UCP1异位表达对猪脂肪组织中线粒体功能的影响，研究人员检测了线粒体活性，发现在KI细胞和野生型细胞中基础耗氧率相似，但UCP1基因敲入脂肪细胞最大呼吸量显著增高。表明UCP1异位表达增强了线粒体的备用呼吸容量，有助于增加产热。
特点3：UCP1 KI猪脂肪沉积少。由于脂肪沉积量是判断猪（猪肉）品质的重要指标，研究人员对UCP1 KI猪体内UCP1基因表达是否影响其脂肪沉积量颇感兴趣。实验证明，相比于野生型猪，UCP1 KI猪的生长率和饲料转化率均没有显著变化。但是UCP1 KI猪在6个月大时，瘦肉比例增加，脂肪比例下降了24%，尤其是中背部脂肪的厚度，显著降低。
为探究UCP1 KI猪为什么会这么瘦，研究人员又专门在透射电子显微镜下仔细观察了野生型猪和UCP1 KI猪不同身体部位的脂肪组织。他们发现，UCP1 KI猪的脂肪组织中，脂肪细胞相对野生型猪明显更小，且存在许多小脂滴。这些小脂滴表明，UCP1基因敲入的脂肪细胞可能提高了脂肪水解能力。
看到这里是不是有些小激动？是不是感觉离我们轻松减肥的日子已经不远啦？说不定，在将来，人类也可以尝试通过一些小分子物质或者药物，激活我们体内的UCP1，多燃烧脂肪，减少脂肪沉积，达到轻松瘦身的效果。不过，如果明天就想减肥，那还是动起来吧！