새롭게 부상하는 CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas (CRISPR-associated protein) 9 유전자 편집 기술은 장기 이식(organ transplantation)과 같은 생의학 연구(biomedical research)와 동물 산업에 대한 전통적인 접근 방식을 빠르게 변화시키고 있다. 돼지 생식 및 호흡기 증후군 바이러스(porcine reproductive and respiratory syndrome virus; PRRSV)와 전염성 위장염 바이러스 (transmissible gastroenteritis coronavirus; TGEV)는 돼지 산업에 막대한 경제적 손실을 초래하는 치명적인 바이러스이다. 바이러스의 숙주 수용체 단백질 CD163과 pAPN에 대한 이중 유전자 녹아웃(double knock-out; DKO) 돼지는 PRRSV와 TEGV에 내성을 나타내었으며, 정상(wild-type; WT) 돼지와 비교할 때 성장과 생식 특성의 차이가 없었다. 이러한 결과는 경제 동물 돼지에 CRISPR-Cas9 매개 유전자 편집 기술을 적용하여 바이러스 저항성 유전자 변형에 의한 품종 개량이 달성될 수 있다는 것을 보여주며, 질병 저항성 돼지 생산을 위한 육종 시작점을 제공한다. 종간 배반포 보완(interspecies blastocyst complementation)은 이종 만능 줄기세포 유도체(xenogenic pluripotent stem cell derivatives)의 장기 특이적 생산(organ-specific enrichment)을 가능하게 한다. CRISPR-Cas9 매개 접합자 유전자 편집(CRISPR-Cas9-mediated zygote gene editing)을 이용하여 췌장 생성(pancreatogenesis), 신장 생성(nephrogenesis), 간 생성(hepatogenesis) 및 혈관 생성(vasculogenesis)이 불가능 생쥐 숙주를 만들었으며, 이러한 숙주와 배반포 보완 플랫폼을 결합하여 키메라를 만들었다. 또한 돼지와 소 같은 유제류(ungulate)의 섬유아세포(fibroblasts)를 이용하여 CRISPR-Cas9 매개 유전자 편집과 체세포 핵 치환(somatic cell nuclear transfer) 과정을 거쳐 복제 배아(genome-edited cloned embryos) 를 생산하였다. 복제 배아의 1차 배양 섬유아세포(primary cultured fibroblasts)를 재복제하여 배반포 보완을 위한 숙주 배아로 이용하였다. CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술과 종간 배반포 보완 플랫폼 전략의 조합은 유전자 변형 돼지를 생산하는 데 유용하다. 본 논문에서는 CRISPR/Cas9 유전자 편집 기술과 배반포 보완 플랫폼, 질병 저항성(disease resistance) 돼지, 이종장기이식(xenotransplantation) 목적의 키메라 생산을 소개하고자 한다.

본 연구는 착즙이나 추출 후 폐기되는 복분자(Rubus coreanus) 부산물을 사료자원으로 급여한 버크셔 암컷과 거세돈의 육질특성을 알아보고자 실시하였다. 시험 돼지는 Berkshire 품종 총 60두를 암수 구분하여 각 15두씩 임의 배치하였고, 복분자 부산물을 급여하지 않은 대조구와 복분자 부산물을 전체 사료의 0.3% 수준으로 출하 전 60일간 급여한 처리구(RC)로 분리하였다. 육질분석을 위하여 도축 후 예비 냉각한 좌반도체 등심 부위를 채취하여 일반성분, 이화학적 육질특성, 지방산 및 항산화 활성을 분석하였다. 일반성분은 대조구와 RC간의 유의적 차이가 없었고, 육색에서 거세돈육의 명도(L*) 값에서만 RC구에서 대조구 보다 낮은 값을 나타냈다(p<0.05). 등심육의 pH와 보수력은 RC 급여에 의한 유의적 차이가 없었으나, 전단력에서는 RC에서 유의적으로 높은 값을 나타냈다(p<0.05). TBARS 수치는 거세돈육의 RC가 대조구에 비해 낮은 경향을 나타냈고, DPPH radical 소거활성에서도 거세돈육의 RC가 대조구보다 높은 항산화능을 나타냈으나 유의적인 차이는 없었고 이는 성별에 의한 차이가 큰 것으로 판단된다. 근내지방 함량과 지방산 조성은 RC 급여에 의한 영향보다는 성별에 의한 차이가 뚜렷하게 나타났으며, RC 급여에 따른 항산화 특성 패턴이 다르게 나타난 것도 위와 같은 이유인 것으로 판단된다.

장내 미생물과 숙주의 면역시스템은 상호 조절을 통해서 공진화 되어 왔다. 미생물은 부분적으로 대사물질을 생산하여 숙주 면역시스템을 조절한다. 면역세포는 대사 특이적인 수용체로서 P2X7, GPR41, GPR43, GPR109A, AhR, PXR, FXR, TGR5 등을 발현한다. 대변 은행은 rCDI 환자 치료를 위해 2013년부터 세계 각국에서 설립되고 있으며, 2017년 유럽에서 기증자 선발, 대변 준비, 대변 전이와 임상 관리, FMT 센터 운영을 위한 기본 요소 기준에 대하여 실무 중심의 의견 보고서를 발표하였다. CDI를 제외한 다른 질병 치료를 위한 FMT의 이용은 미국 식품의약국(FDA)으로부터 시험용 신약(IND) 승인을 받아야 한다. 따라서 FMT는 항생제로 제거가 불가능한 CDI 치료를 위하여 임상 실무에서 이용이 증가하고 있다. 비만에 대한 FMT 이용은 쥐에 대한 결과가 대부분이며, 비만쥐에서 Bacteroidetes가 감소하고 Firmicutes가 증가하였다. 동물의 생산성 향상을 위하여 사람 FMT의 표준 방법을 이용할 수 있다. 동물에서는 대변 미생물의 구강 투여가 적절한 방법이며, 동물 산업의 잠재적 대규모 수요를 충족시키기 위해서 품종에 따른 대변 은행의 설립이 필요하다.