某些缓步动物物种对各种极端条件具有高度和异常的适应性，这些极端条件对大多数其他生命形式都是致命的。这些特殊能力的遗传基础仍然难以捉摸。东京大学的研究人员首次成功地使用 CRISPR 技术编辑了一种高度适应性的缓步动物物种的基因，而这种物种以前是无法用基因组编辑工具进行研究的。成功地将 CRISPR 传递给无性缓步动物物种直接产生了基因编辑的后代。特定缓步动物基因的设计和编辑使研究人员能够研究哪些基因决定了缓步动物的适应性以及这种适应性是如何发挥作用的。
如果你听说过缓步动物，那么你肯定听说过它们不同种类的缓步动物拥有的非凡能力，它们可以在极热、极寒、干旱甚至太空真空等环境中生存。因此，缓步动物自然吸引了热衷于探索这些新奇事物的研究人员，他们不仅出于好奇，也是为了看看如果我们了解了它们的秘密，有朝一日可能会有什么应用。
“要了解缓步动物的超能力，我们首先需要了解它们的基因是如何运作的，”生物科学系副教授 Takekazu Kunieda 说道。“我和我的团队开发了一种编辑基因的方法——添加、删除或覆盖基因——就像你在计算机数据上所做的那样，这种方法适用于一种耐受性极强的缓步动物——Ramazzottius varieornatus。现在，研究人员可以像研究果蝇或线虫等更成熟的实验室动物一样研究缓步动物的遗传特征。”
研究团队采用了一种最近开发的技术，称为直接亲本 CRISPR(DIPA-CRISPR)，该技术基于如今著名的 CRISPR 基因编辑技术，可以作为基因手术刀，比以往更有效地切割和修改特定基因。DIPA-CRISPR 的优势在于能够影响目标生物后代的基因组，之前已被证明对昆虫有效，但这是它首次用于包括缓步动物在内的非昆虫生物。Ramazzottius varieornatus是一种全雌性物种，无性繁殖，与其他动物不同，几乎所有后代都拥有相同编辑代码的两个相同副本，使其成为 DIPA-CRISPR 的理想候选者。
“我们只需将针对特定基因进行编程的 CRISPR 工具注入父母体内，即可获得经过修改的后代，这被称为‘敲除’编辑，”研究时的项目研究员近藤小之(目前为千叶工业大学生命科学系助理教授)说道。“我们还可以通过注射我们想要包含的额外 DNA 片段来获得基因修改的后代;这被称为‘敲入’编辑。敲入编辑的可用性使研究人员能够精确编辑缓步动物基因组，例如，允许他们控制单个基因的表达方式或展示基因的功能。”
该物种表现出的主要韧性特征是它们能够在极度脱水的情况下存活很长时间。此前的研究显示，这部分归因于它们细胞中一种特殊的凝胶蛋白。这种特性很有趣，因为它也适用于人类细胞。Kunieda 和其他缓步动物研究人员认为，值得探索的是，整个人体器官等东西是否有一天能够成功地脱水和再水化而不会降解。如果这是可能的，它将彻底改变器官捐赠、运输和用于挽救生命的手术的方式。
“我知道有些人对基因编辑感到焦虑，但我们在严格控制的条件下进行了基因编辑实验，并将编辑后的生物体固定在封闭的隔间中，”Kunieda 说。“CRISPR 可以成为理解生命和帮助实现对世界产生积极影响的有用应用的绝佳工具。缓步动物不仅让我们看到了医学进步的可能性，而且它们一系列非凡的特征意味着它们有着令人难以置信的进化故事，我们希望在使用我们新的基于 DIPA-CRIPSR 的技术将它们的基因组与密切相关的生物进行比较时讲述这个故事。”