对于数百万喜爱猫咪但饱受过敏困扰的人来说，与毛茸茸的朋友亲密接触而不打喷嚏的梦想或许很快就能实现。研究人员正接近实现宠物饲养的圣杯：真正低过敏的猫。近15%的人口患有猫过敏，这种情况会将抚摸毛茸茸伙伴的简单乐趣变成打喷嚏、瘙痒和喘息的噩梦。通过深入研究基因工程的世界，由马丁·查普曼（Martin Chapman）领导的一组科学家利用CRISPR这一革命性的基因编辑技术（常被称为分子剪刀，可以精确切割和修改DNA）找到了潜在的解决方案。
秘密在于Fel d 1，这是一种猫在唾液、皮肤和泪水中产生的小蛋白。当猫自我清洁时，这种蛋白会飘散到空气中，成为人类过敏反应的主要原因。科学家们长期以来一直在研究Fel d 1，但这项新研究发表在《PNAS Nexus》上，提供了前所未有的关于其遗传多样性和进化历史的见解。这项研究可能为通过基因操作创造低过敏猫铺平道路。
在美国，15%的人口受到猫过敏的影响，其中Fel d 1是大多数病例的罪魁祸首，触发敏感个体的免疫反应。尽管Fel d 1臭名昭著，但其在猫体内的功能仍是个谜。一些研究人员认为它有助于免疫调节或猫之间的化学通信，而另一些人则认为它可能是完全不必要的。多年来，Fel d 1是否可以安全地从猫体内消除的问题一直吸引着科学家们的兴趣。
这项由InBio和德克萨斯A&M大学的研究人员领导的研究采取了比较的方法来理解Fel d 1。研究团队分析了276只猫（包括家猫和狮子、豹等野生或异域物种）中编码Fel d 1的两个基因CH1和CH2的DNA序列。他们发现Fel d 1具有显著的遗传多样性，尤其是在CH2基因中。超过40%的蛋白质构建块（氨基酸）在不同物种之间存在差异，这表明Fel d 1根据猫的生活环境和谱系的不同而发生了不同的进化。有趣的是，蛋白质的一些变异甚至可能反映了对不同生态压力的进化适应。
研究人员还注意到，Fel d 1似乎并不高度保守，这意味着它在过去数百万年的进化过程中并未在所有物种中保持相同的形态。这种缺乏保守性暗示该蛋白可能对猫的生存或健康并不是至关重要的。这一理论得到了最近一项CRISPR研究的支持，该研究成功编辑了家猫的CH2基因，完全禁用了Fel d 1的生产。基因编辑后的猫没有出现不良健康影响，依然活跃健康——这一发现可能为过敏患者带来重大变革。
然而，这项研究并非没有挑战和未解之谜。虽然Fel d 1的遗传多样性表明它可能不是必需的，但其在猫体内的确切作用仍然不清楚。其他物种中具有类似结构的蛋白质参与了诸如化学通信或免疫反应等功能。在广泛进行基因编辑之前，了解Fel d 1是否在猫体内有独特的作用至关重要。此外，研究人员还必须考虑意外后果，例如改变Fel d 1可能如何影响猫与其他动物或人类的互动。
尽管如此，创造低过敏猫的潜力比以往任何时候都更接近。随着基因技术的进步和对Fel d 1的深入了解，科学家们乐观地认为，我们可能会看到一个未来，猫过敏患者可以毫无恐惧地领养猫咪。这一突破不仅可能改变数百万过敏患者的生活，还可以减少因过敏问题而被送入收容所的猫的数量。
论文摘要
方法
该研究涉及分析276只猫的Fel d 1基因序列，包括140只家猫和136只野生或异域物种。研究人员使用猫基因组数据库，并从常规兽医程序中获取额外的DNA样本。他们测序了CH1和CH2基因，并比较了不同物种中的氨基酸结构。先进的工具如序列比对和结构建模帮助确定了遗传变异及其对蛋白质结构的影响。
主要结果
研究人员发现Fel d 1具有显著的遗传多样性，超过40%的氨基酸在不同物种之间存在差异。CH2显示出比CH1更大的变异性，特别是在可能影响蛋白质形状和功能的区域。这种变异性表明Fel d 1已经适应了不同的环境，可能对生存不是至关重要的。此外，CH2基因被编辑的猫缺乏Fel d 1但仍保持健康，表明基因编辑可能消除过敏原。
研究局限性
虽然该研究提供了宝贵的见解，但尚未明确确定Fel d 1在猫体内的生物学作用。结构预测依赖于计算模型，可能无法完全捕捉蛋白质的自然功能。此外，该研究未探讨长期移除Fel d 1或潜在的生态影响。
讨论与结论
研究结果突显了Fel d 1的进化灵活性及其作为基因编辑目标的潜力。如果Fel d 1确实不是必需的，禁用它可能为猫过敏提供解决方案而不损害猫。然而，需要进一步研究以了解该蛋白在通信、免疫或其他生物过程中的作用。
资金与披露
该研究由生物技术公司InBio资助，并得到美国国立卫生研究院的支持。参与研究的一些研究人员是InBio的员工或创始人，可能对该研究结果的商业应用感兴趣。数据和方法已公开，供进一步科学审查。
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