第九章 轉基因動物與生物反應器

1、第九章 轉基因動物與 生物反應器 第九章 隨著隨著DNADNA內部結構和遺傳機制的揭示，生物學家不內部結構和遺傳機制的揭示，生物學家不再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密，而是設想再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密，而是設想在在分子水平上去改造生物的遺傳特性。分子水平上去改造生物的遺傳特性。9.1 轉基因技術轉基因技術 如果將一種生物如果將一種生物DNADNA中的中的某個遺傳密碼片段某個遺傳密碼片段連接到連接到另外一種生物的另外一種生物的DNADNA鏈上去，將鏈上去，將DNADNA重新組織一下，就重新組織一下，就可以按照人類的愿望設計出新的遺傳物質，從而創(chuàng)造可以按照人類的愿望設計出新的遺傳物

2、質，從而創(chuàng)造出新的生物。出新的生物。 這種按照人的意愿，由重新組裝基因到新生物產生這種按照人的意愿，由重新組裝基因到新生物產生的生物技術，就稱為基因工程技術。的生物技術，就稱為基因工程技術。 基因工程技術的特點：基因工程技術的特點： 基因體外重組、基因體外重組、即在離體條件下對即在離體條件下對DNADNA分子切割并將分子切割并將其與載體其與載體DNADNA分子連接，得到重組分子連接，得到重組DNADNA。 世界上第一批重組世界上第一批重組DNADNA分子誕生于分子誕生于19721972年，次年幾種年，次年幾種不同來源的不同來源的DNADNA分子裝入載體后被分子裝入載體后被轉入到大腸桿菌轉入到大

3、腸桿菌中表中表達，標志著基因工程正式登上歷史舞臺。達，標志著基因工程正式登上歷史舞臺。 發(fā)展：發(fā)展：1 1、外來基因能在生物體內表達、外來基因能在生物體內表達 19741974年，美國斯坦福大學教授年，美國斯坦福大學教授科恩科恩把把金黃色葡萄球金黃色葡萄球菌的抗藥性基因片段菌的抗藥性基因片段和大腸桿菌的質粒和大腸桿菌的質?！敖M裝組裝”成雜成雜合質粒，送入大腸桿菌體內，使這種合質粒，送入大腸桿菌體內，使這種大腸桿菌獲得了大腸桿菌獲得了對青霉素的抗藥性對青霉素的抗藥性。 這說明金黃色菌萄球菌質粒上的抗青霉素基因由雜這說明金黃色菌萄球菌質粒上的抗青霉素基因由雜合質粒帶到大腸桿菌體內，更重要的是合質粒

4、帶到大腸桿菌體內，更重要的是表明外來基因表明外來基因在大腸桿菌體內同樣也發(fā)生作用。在大腸桿菌體內同樣也發(fā)生作用。 2 2、 基因工程完全可以不受生物種類的限制，而按照基因工程完全可以不受生物種類的限制，而按照人類的意愿去拼接基因，創(chuàng)造新的生物。人類的意愿去拼接基因，創(chuàng)造新的生物。 19741974年，科恩又將年，科恩又將非洲爪蟾的非洲爪蟾的DNADNA與大腸桿菌的質與大腸桿菌的質粒?！捌唇悠唇印保@得成功，拼接后的雜合質粒進入，獲得成功，拼接后的雜合質粒進入大腸大腸桿菌桿菌，產生了非洲爪蟾的核糖體核糠核酸，產生了非洲爪蟾的核糖體核糠核酸(rRNA)(rRNA)；兩兩棲動物的基因能在細菌里發(fā)揮作

5、用棲動物的基因能在細菌里發(fā)揮作用 科恩隨后以科恩隨后以DNADNA重組技術發(fā)明人的身份向英國專利重組技術發(fā)明人的身份向英國專利局申報專利、因此局申報專利、因此成為世界上第一個基因工程的技術成為世界上第一個基因工程的技術專利擁有人。專利擁有人。 科恩的實驗首次打破了不同物種在億萬年中形成的科恩的實驗首次打破了不同物種在億萬年中形成的天然屏障，他的成功天然屏障，他的成功標志著任何不同種類生物學基因標志著任何不同種類生物學基因都能通過基因工程技術重組到一起，人類可以根據自都能通過基因工程技術重組到一起，人類可以根據自己的意愿定向地改造生物的遺傳特性，甚至創(chuàng)造新的己的意愿定向地改造生物的遺傳特性，甚至

6、創(chuàng)造新的生命類型。生命類型。 人類歷史上第一次具備了精確、細致地控制生物生人類歷史上第一次具備了精確、細致地控制生物生長過程的能力。比如：我們可以從在極地生活的魚類長過程的能力。比如：我們可以從在極地生活的魚類中提取抵御嚴寒的基因，再把它們插入到草莓中去，中提取抵御嚴寒的基因，再把它們插入到草莓中去，讓草莓也能在極寒的地區(qū)生存。如今，基因重組技術讓草莓也能在極寒的地區(qū)生存。如今，基因重組技術在在生產醫(yī)藥生產醫(yī)藥上重要的藥物以及在上重要的藥物以及在農牧業(yè)育種農牧業(yè)育種等領域中等領域中取得了很多成果。取得了很多成果。 對于基因工程，范圍是相當廣泛的。如對于基因工對于基因工程，范圍是相當廣泛的。如對

7、于基因工程動物而言，就有程動物而言，就有轉基因轉基因、基因替換基因替換、內源基因敲除內源基因敲除等等類型的基因工程動物。類型的基因工程動物。 本章僅重點介紹基因工程中的本章僅重點介紹基因工程中的轉基因技術，即：轉基因技術，即： 將通過人工操作的方式將外源基因整合到生物體基將通過人工操作的方式將外源基因整合到生物體基因組內，使該轉基因生物能穩(wěn)定地將此基因遺傳給后代因組內，使該轉基因生物能穩(wěn)定地將此基因遺傳給后代的實驗技術。的實驗技術。 基因轉移的方法基因轉移的方法 物理方法物理方法 化學方法化學方法 生物學方法生物學方法9 91 11 1 細胞轉染外源基因的方法細胞轉染外源基因的方法 向細胞中導

8、入外源基因是定向改變細胞遺傳性狀的常用手段。向細胞中導入外源基因是定向改變細胞遺傳性狀的常用手段。 要使外源基因有效地轉入受體細胞要使外源基因有效地轉入受體細胞首先首先 要選擇合適的受體細胞要選擇合適的受體細胞其次其次 要有可靠的轉化后篩選方法要有可靠的轉化后篩選方法 常用的哺乳動物細胞轉染常用的哺乳動物細胞轉染( (接受外源基因接受外源基因) )的方法有兩種：的方法有兩種：(1)(1)暫時轉染：暫時轉染：質粒在宿主細胞中不必停留很長時間，質粒在宿主細胞中不必停留很長時間，DNADNA被轉錄被轉錄成成mRNAmRNA，隨后翻譯成蛋白，并不進入細胞基因組。，隨后翻譯成蛋白，并不進入細胞基因組。磷

9、酸鈣沉淀法、磷酸鈣沉淀法、DEAEDEAE葡聚糖法均為暫時轉染。葡聚糖法均為暫時轉染。 (2)(2)永久性轉染：永久性轉染：反轉錄病毒載體法可以產生永久有效的轉染。反轉錄病毒載體法可以產生永久有效的轉染。 ( (一一) )電穿孔法電穿孔法 這種方法這種方法利用脈沖電場提高細胞膜的通透性，在細利用脈沖電場提高細胞膜的通透性，在細胞膜上形成納米級的微孔，從而使外源胞膜上形成納米級的微孔，從而使外源DNADNA轉移至細胞轉移至細胞中。中。 這種方法簡單、效率較高，因而廣泛應用于培養(yǎng)細這種方法簡單、效率較高，因而廣泛應用于培養(yǎng)細胞的基因轉移。胞的基因轉移。 將受體細胞懸浮于含有待轉化將受體細胞懸浮于含

10、有待轉化DNADNA的溶液中，在盛有的溶液中，在盛有上述懸浮液的電擊池兩端施加短暫的脈沖電場，使細上述懸浮液的電擊池兩端施加短暫的脈沖電場，使細胞膜產生細小的空洞達到增加通透性的效果；此時，胞膜產生細小的空洞達到增加通透性的效果；此時，外源外源DNADNA片段能片段能不經過胞飲作用不經過胞飲作用就能直接進入細胞質。就能直接進入細胞質。物理方法物理方法 （二（二) )微注射法微注射法 顯微注射法主要用于制備轉基因動物?；静僮黠@微注射法主要用于制備轉基因動物?；静僮鞣椒ㄈ缦路椒ㄈ缦?-29-2。 通過通過激素療法激素療法使雌鼠超數排卵，并與雄鼠交配，使雌鼠超數排卵，并與雄鼠交配，然后處死雌鼠，

11、取出受精卵。然后借助于顯微鏡將純然后處死雌鼠，取出受精卵。然后借助于顯微鏡將純化的化的DNADNA溶液迅速注入受精卵中變大的雄核內。將該受溶液迅速注入受精卵中變大的雄核內。將該受精卵移植到另外一只假受孕母鼠的輸卵管內，正常發(fā)精卵移植到另外一只假受孕母鼠的輸卵管內，正常發(fā)育、繁殖出轉基因鼠。育、繁殖出轉基因鼠。 擁有長壽基因的鼠擁有長壽基因的鼠 優(yōu)點：優(yōu)點：這種方法轉入的基因長度可達數百這種方法轉入的基因長度可達數百kbkb，并能隨機地整合在受體細胞染色體，并能隨機地整合在受體細胞染色體DNADNA上，上，因此應用范圍廣。因此應用范圍廣。 缺點：缺點：但是這種整合有時會導致轉基因動但是這種整合有

12、時會導致轉基因動物基因組的重排、易位、缺失或定點突變。物基因組的重排、易位、缺失或定點突變。 ( (三三) )裸露裸露DNADNA直接注射法直接注射法 將裸露將裸露DNADNA直接注射到組織中，直接注射到組織中，DNADNA有可能直接被細有可能直接被細胞所攝入。胞所攝入。 這是最簡單的基因轉移方法。但是轉移效率較低這是最簡單的基因轉移方法。但是轉移效率較低 基因轉移的化學方法主要包括：基因轉移的化學方法主要包括：DEAEDEAE葡聚糖法葡聚糖法、磷酸鈣磷酸鈣DNADNA共沉淀法、脂質體載體包埋法等。共沉淀法、脂質體載體包埋法等。 主要原理：主要原理：通過改變細胞膜的通透性或者增加通過改變細胞膜

13、的通透性或者增加DNADNA與與細胞的吸附而實現基因的轉移。細胞的吸附而實現基因的轉移。 化學方法化學方法 ( (一一)DEAE)DEAE葡聚糖法葡聚糖法 最早的動物細胞轉染方法最早的動物細胞轉染方法； 主要是將主要是將外源外源DNADNA片段片段與與DEAEDEAE葡聚糖葡聚糖等高分子碳等高分子碳水化合物水化合物混合混合，這樣，這樣DNADNA鏈上帶負電的磷酸骨架便被吸鏈上帶負電的磷酸骨架便被吸附于附于DEAEDEAE正電荷基團上，從而形成正電荷基團上，從而形成DNADNA大顆粒。后者黏大顆粒。后者黏附于受體細胞表面，并通過胞飲作用進入細胞內。附于受體細胞表面，并通過胞飲作用進入細胞內。 該

14、方法的轉化率較低。該方法的轉化率較低。 （二）磷酸鈣（二）磷酸鈣-DNA-DNA共沉淀法共沉淀法 二價金屬離子能促進細菌吸收外源二價金屬離子能促進細菌吸收外源DNADNA 當核酸以當核酸以磷酸鈣磷酸鈣-DNA-DNA共沉淀物共沉淀物的形式存在時，細胞的形式存在時，細胞攝取攝取DNADNA的能力顯著加強。的能力顯著加強。 將將待轉化的待轉化的DNADNA溶解在溶解在磷酸根離子的緩沖液磷酸根離子的緩沖液中，此中，此時磷酸鈣與時磷酸鈣與DNADNA共沉淀形成大顆粒。加入受體細胞培養(yǎng)共沉淀形成大顆粒。加入受體細胞培養(yǎng)一段時間后，一段時間后，DNADNA就通過就通過脂相收縮時裂開的空隙脂相收縮時裂開的空

15、隙進入細進入細胞，或者在鈣、磷的誘導作用下被細胞吞噬而進入細胞，或者在鈣、磷的誘導作用下被細胞吞噬而進入細胞內，從而使外源胞內，從而使外源DNADNA整合到受體細胞中得到表達。整合到受體細胞中得到表達。 該方法的轉染效率雖比該方法的轉染效率雖比DEAEDEAE葡聚糖法高出約葡聚糖法高出約100100倍，但還是比較低，倍，但還是比較低，僅有僅有1 15 5的外源的外源DNADNA可以進入可以進入受體細胞核中，受體細胞核中，大約僅有大約僅有1 1的的DNADNA可以在細胞中穩(wěn)定可以在細胞中穩(wěn)定表達。表達。 （三）脂質體載體包埋法（三）脂質體載體包埋法 脂質體為人工膜泡，可作為體內外物質傳送的裁脂質

16、體為人工膜泡，可作為體內外物質傳送的裁體。體。 將將需轉移的外源需轉移的外源DNADNA或或RNARNA包裹于脂質體內，由于脂包裹于脂質體內，由于脂質體具有磷脂雙層結構，與細胞膜類似，因此可以與質體具有磷脂雙層結構，與細胞膜類似，因此可以與受體細胞膜融合，從而將外源受體細胞膜融合，從而將外源DNADNA轉入宿主細胞。轉入宿主細胞。 這種方法轉基因效率高。這種方法轉基因效率高。 將待轉移的將待轉移的DNADNA溶液與天然或人工合成的磷脂混合，溶液與天然或人工合成的磷脂混合，后者在表面活性劑存在的條件下形成后者在表面活性劑存在的條件下形成包埋水相包埋水相DNADNA的脂的脂質體結構。質體結構。 當

17、這種當這種脂質體脂質體懸浮液中加入到細胞培養(yǎng)皿中便懸浮液中加入到細胞培養(yǎng)皿中便會與會與受體細胞膜發(fā)生融合受體細胞膜發(fā)生融合，DNADNA片段隨即進入細胞質和細胞片段隨即進入細胞質和細胞核內核內， 基因轉移的生物學方法主要是基因轉移的生物學方法主要是病毒介導的基因轉病毒介導的基因轉移移。根據受體細胞類型不同可選擇不同宿主范圍和不。根據受體細胞類型不同可選擇不同宿主范圍和不同感染途徑的病毒基因組作為轉化載體。同感染途徑的病毒基因組作為轉化載體。 目前常用的病毒載體包括目前常用的病毒載體包括DNADNA病毒載體病毒載體( (腺病毒載體、腺病毒載體、牛痘病毒載體等牛痘病毒載體等) )、逆轉錄病毒載體逆

18、轉錄病毒載體等。等。生物學方法生物學方法 對于對于DNADNA病毒載體，以腺病毒載體為例。腺病毒基病毒載體，以腺病毒載體為例。腺病毒基因組因組DNADNA全長全長36kb36kb，其包裝上限為原基因組的，其包裝上限為原基因組的105105、即即37.8kb37.8kb。 優(yōu)點優(yōu)點 安全性好、不整合人染色體、不導致腫瘤發(fā)安全性好、不整合人染色體、不導致腫瘤發(fā)生、宿主范圍廣、對受體細胞分裂周期要求不嚴、外生、宿主范圍廣、對受體細胞分裂周期要求不嚴、外源基因在載體上容易高效表達。源基因在載體上容易高效表達。 逆轉錄病毒載體逆轉錄病毒載體是一種傳染性病毒，含有是一種傳染性病毒，含有RNARNA遺傳遺傳

19、物質，可將非病毒基因轉移至分裂細胞。感染進細胞物質，可將非病毒基因轉移至分裂細胞。感染進細胞的的RNARNA反轉錄產生反轉錄產生DNADNA互補鏈，該互補鏈，該DNADNA又可以作為合成第又可以作為合成第二條二條DNADNA鏈的模板。這兩條鏈的模板。這兩條DNADNA鏈可滲入受體細胞的基鏈可滲入受體細胞的基因組因組DNADNA中。之后，病毒利用宿主細胞的酶體系自行轉中。之后，病毒利用宿主細胞的酶體系自行轉錄與復制、從而可以使病毒單拷貝基因組穩(wěn)定地進宿錄與復制、從而可以使病毒單拷貝基因組穩(wěn)定地進宿主細胞。主細胞。 逆轉錄病毒載體可以獲得穩(wěn)定、有效的轉染，可用逆轉錄病毒載體可以獲得穩(wěn)定、有效的轉染

20、，可用于于不易轉化的細胞或原代培養(yǎng)細胞。不易轉化的細胞或原代培養(yǎng)細胞。 但是病毒載體也具有一些但是病毒載體也具有一些缺陷缺陷 如：如： 1 1、所有病毒載體都會誘導產生一定程度的、所有病毒載體都會誘導產生一定程度的免疫反應免疫反應 2 2、或多或少存在一定的、或多或少存在一定的安全隱患安全隱患 3 3、轉導能力有限轉導能力有限，不適合大規(guī)模生產。，不適合大規(guī)模生產。 1 1、可以設計、可以設計含有抗藥性基因的外源含有抗藥性基因的外源DNADNA載體載體，然然后通過選擇性培養(yǎng)基進行轉染細胞的篩選。后通過選擇性培養(yǎng)基進行轉染細胞的篩選。 2 2、可以通過提取轉染細胞的、可以通過提取轉染細胞的DNA

21、DNA，以適當限制性內切，以適當限制性內切酶酶切后進行酶酶切后進行SouthernSouthern轉移分析，檢驗細胞中是否有轉移分析，檢驗細胞中是否有被轉移的外源基因。被轉移的外源基因。9.1.2 9.1.2 轉染細胞的鑒定轉染細胞的鑒定 9.2.1 9.2.1 定義與發(fā)展歷史定義與發(fā)展歷史 轉基因動物轉基因動物是指在基因組內穩(wěn)定地整合以實驗方是指在基因組內穩(wěn)定地整合以實驗方法導入的外源基因，并且外源基因可以穩(wěn)定地遺傳給法導入的外源基因，并且外源基因可以穩(wěn)定地遺傳給后代的遺傳工程動物。后代的遺傳工程動物。9.2 9.2 轉基因動物轉基因動物 1974 1974年，年， JaenishJaeni

22、sh和和MintzMintz應用顯微注射法，在世應用顯微注射法，在世界上首次成功地獲得了界上首次成功地獲得了AV40 DNAAV40 DNA轉基因小鼠。轉基因小鼠。 19801980年，年，GordonGordon等人首先育成帶有等人首先育成帶有人胸苷激酶基因人胸苷激酶基因的轉基因小鼠。的轉基因小鼠。 PalmiterPalmiter等人于等人于19821982年將年將大鼠的生長激素基因大鼠的生長激素基因導入導入小鼠受精卵的雄原核中，獲得了比普通對照小鼠生長小鼠受精卵的雄原核中，獲得了比普通對照小鼠生長速度快速度快2-42-4倍、體形大一倍的轉基因倍、體形大一倍的轉基因“碩鼠碩鼠”，從此轉從此

23、轉基因動物技術轟動了整個生命科學界?；騽游锛夹g轟動了整個生命科學界。 它使人們看到了利用此技術在它使人們看到了利用此技術在建立人類疾病動物模建立人類疾病動物模型型、加速動物育種加速動物育種、研究真核生物基因表達調控機制研究真核生物基因表達調控機制，以及在哺乳動物特異組織系統(tǒng)內生產人的藥用蛋白等以及在哺乳動物特異組織系統(tǒng)內生產人的藥用蛋白等方面令人鼓舞的前景。方面令人鼓舞的前景。 在隨后的十幾年里，轉基因動物技術飛速發(fā)展，在隨后的十幾年里，轉基因動物技術飛速發(fā)展，轉轉基因兔、轉基因綿羊、轉基因豬、轉基因牛和轉基因基因兔、轉基因綿羊、轉基因豬、轉基因牛和轉基因山羊山羊陸續(xù)育成陸續(xù)育成 除哺乳動物

24、外，科學家還分別合成了除哺乳動物外，科學家還分別合成了轉基因魚、轉轉基因魚、轉基因雞基因雞，這些開創(chuàng)性的工作使人們可以從分子、細胞，這些開創(chuàng)性的工作使人們可以從分子、細胞和個體多水平層次，從發(fā)育時間和組織生理空間多角和個體多水平層次，從發(fā)育時間和組織生理空間多角度、立體地研究基因的功能，使人類按照自己的意愿度、立體地研究基因的功能，使人類按照自己的意愿修正和改造物種。修正和改造物種。 9 92 22 21 1 原理與方法原理與方法 隨著分子生物學與哺乳動物胚胎操作技術的不斷隨著分子生物學與哺乳動物胚胎操作技術的不斷發(fā)展，將發(fā)展，將外源目的基因導入早期胚胎培育轉基因動物外源目的基因導入早期胚胎培

25、育轉基因動物已經由可能變成了現實已經由可能變成了現實。 以動物個體為受體的轉基因技術首先是從小鼠開始以動物個體為受體的轉基因技術首先是從小鼠開始的，的，轉基因小鼠轉基因小鼠為研究特定基因及其表達調控機制提為研究特定基因及其表達調控機制提供了獨特的供了獨特的實驗模型實驗模型。 但就經濟效益而言，大型家畜動物的轉基因動物更但就經濟效益而言，大型家畜動物的轉基因動物更具有開發(fā)價值。具有開發(fā)價值。9 92 22 2 轉基因動物的制備轉基因動物的制備 基于基因工程的基本原理與技術方法，生產轉基因基于基因工程的基本原理與技術方法，生產轉基因動物的關鍵技術包括：動物的關鍵技術包括： 外源目的基因的制備；外源

26、目的基因的制備； 外源目的基因有效的導入生殖細胞或胚胎干細胞；外源目的基因有效的導入生殖細胞或胚胎干細胞； 選擇獲得攜有目的基因的細胞選擇獲得攜有目的基因的細胞 選擇合適的體外培養(yǎng)系統(tǒng)和宿主動物；選擇合適的體外培養(yǎng)系統(tǒng)和宿主動物； 轉基因細胞胚胎發(fā)育及鑒定；轉基因細胞胚胎發(fā)育及鑒定； 篩選所得的轉基因動物品系。篩選所得的轉基因動物品系。 轉基因動物研究的核心技術是轉基因動物研究的核心技術是如何成功地把目的如何成功地把目的基因轉入動物早期胚胎細胞中。基因轉入動物早期胚胎細胞中。 主要方法：主要方法： 基因顯微注射法基因顯微注射法 胚胎干細胞移植法胚胎干細胞移植法 反轉錄病毒感染法反轉錄病毒感染法

27、 精子載體導入法精子載體導入法 （一）原核期胚胎顯微注射法（一）原核期胚胎顯微注射法 基因顯微注射法是由美國人基因顯微注射法是由美國人GordonGordon發(fā)明的發(fā)明的, ,也是一也是一種比較經典、應用比較廣泛、效果比較穩(wěn)定的轉基因種比較經典、應用比較廣泛、效果比較穩(wěn)定的轉基因導入方法。導入方法。 首例表達首例表達人胸苷激酶基因人胸苷激酶基因、人生長激素基因的轉基、人生長激素基因的轉基因小鼠都是利用這種方法獲得成功的。因小鼠都是利用這種方法獲得成功的。 目前采用這種方法已成功培育出轉基因小鼠、豬、目前采用這種方法已成功培育出轉基因小鼠、豬、綿羊、免和牛。綿羊、免和牛。 基本原理是：基本原理是

28、： 通過顯微操作儀將外源基因直接用注射器通過顯微操作儀將外源基因直接用注射器注注入受精卵入受精卵( (雄原核內雄原核內) )，利用受精卵繁殖中，利用受精卵繁殖中DNADNA的復制過程，將外源基因整合到的復制過程，將外源基因整合到DNADNA中，再發(fā)中，再發(fā)育成轉基因動物。育成轉基因動物。 具體而言，基因顯微注射法主要包括以下幾具體而言，基因顯微注射法主要包括以下幾個步驟：個步驟： (1)DNA(1)DNA的制備與純化的制備與純化 (2) (2)動物的挑選、超排卵與取卵動物的挑選、超排卵與取卵 (3)DNA (3)DNA的顯微注射的顯微注射 (4) (4)卵的轉移卵的轉移 (5) (5)轉基因動

29、物的獲得轉基因動物的獲得 （二）反轉錄病毒感染法（二）反轉錄病毒感染法 反轉錄病毒的核酸為一條反轉錄病毒的核酸為一條單鏈單鏈RNARNA分子分子。病毒進入細胞后，。病毒進入細胞后，RNARNA首先編碼出反轉錄酶，在酶作用下，病毒首先編碼出反轉錄酶，在酶作用下，病毒RNARNA反轉錄為雙鏈分反轉錄為雙鏈分子，子，DNADNA通過一種尚未明確的機制整合列宿主細胞通過一種尚未明確的機制整合列宿主細胞DNADNA中。中。方法方法: : 1) 1)將目的基因重組到反轉錄病毒載體上，人為感染著床前或著將目的基因重組到反轉錄病毒載體上，人為感染著床前或著床后的胚胎，床后的胚胎， 2) 2)直接將胚胎與能釋放

30、反轉錄病毒的單層培養(yǎng)細胞共孵育以達直接將胚胎與能釋放反轉錄病毒的單層培養(yǎng)細胞共孵育以達到感染目的，就可通過病毒將外源目的基因插入整合到宿主基因到感染目的，就可通過病毒將外源目的基因插入整合到宿主基因組組DNADNA中。中。 由于反轉錄病毒的由于反轉錄病毒的高效率感染高效率感染和在宿主細胞和在宿主細胞DNADNA上上的的高度整合特性高度整合特性，借此可以大大提高基因轉移的效率。，借此可以大大提高基因轉移的效率。 應用該方法已成功培育出轉基因雞和牛。應用該方法已成功培育出轉基因雞和牛。 胚胎干細胞胚胎干細胞(ES)(ES)是從是從早期胚胎內細胞團早期胚胎內細胞團(1cM)(1cM)中分中分離出來的

31、，能在體外培養(yǎng)的一種高度離出來的，能在體外培養(yǎng)的一種高度未分化未分化的多能細的多能細胞。在某種意義上也可以說，它是一種含正常二倍染胞。在某種意義上也可以說，它是一種含正常二倍染色體的具有色體的具有發(fā)育全能性發(fā)育全能性的細胞，能分化為成體動物的的細胞，能分化為成體動物的所有組織所有組織( (包括生殖細胞包括生殖細胞) )。 在發(fā)育上類似于早期胚胎的內細胞團細胞、當被注在發(fā)育上類似于早期胚胎的內細胞團細胞、當被注入囊胚腔后可以參與包括生殖腺在內的各種組織嵌合入囊胚腔后可以參與包括生殖腺在內的各種組織嵌合體的形成。體的形成。 因此只要將外源因此只要將外源DNADNA導入胚胎干細胞就可以實現基因導入胚

32、胎干細胞就可以實現基因的轉移。的轉移。( (三三) )胚胎干細胞方法胚胎干細胞方法 以胚胎干細胞作為外源基因引入的載體有以胚胎干細胞作為外源基因引入的載體有許多方法，包括：脂質體轉染、原生質體融合許多方法，包括：脂質體轉染、原生質體融合等。還可以如圖等。還可以如圖9-69-6所示的那樣，所示的那樣， 外源外源DNADNA轉化轉化ESES細胞后再通過核移植產生轉細胞后再通過核移植產生轉基因動物基因動物， 也可以也可以通過聚合法或注射法產生嵌合體通過聚合法或注射法產生嵌合體，經，經過嵌合體的繁育獲得轉基因動物。過嵌合體的繁育獲得轉基因動物。 利用利用ESES細胞途徑獲得轉基因動物的關鍵之處是細胞途

33、徑獲得轉基因動物的關鍵之處是ESES細胞的分離和獲得細胞的分離和獲得。 當外源基因移入到當外源基因移入到ESES細胞基因組后，既能高效穩(wěn)定細胞基因組后，既能高效穩(wěn)定表達，又不影響表達，又不影響ESES細胞的各種功能。細胞的各種功能。ESES細胞不僅使轉細胞不僅使轉基因的成功率大大提高，而且使基因剔除、基因誘捕基因的成功率大大提高，而且使基因剔除、基因誘捕等技術成為可能。等技術成為可能。 采用胚胎干細胞方法和胚胎移植技術實現采用胚胎干細胞方法和胚胎移植技術實現轉基因動轉基因動物制備的基本具體步驟物制備的基本具體步驟 1 1、從胚胎分離出胚胎干細胞，通過轉錄將外源基因、從胚胎分離出胚胎干細胞，通過

34、轉錄將外源基因導入細胞內，再將其轉入到植入前胚胎的胚泡腔。導入細胞內，再將其轉入到植入前胚胎的胚泡腔。 2 2、這些帶有外源基因的胚胎干細胞可嵌入宿主囊胚、這些帶有外源基因的胚胎干細胞可嵌入宿主囊胚的內細胞團中參與胚胎發(fā)育、出生的動物其生殖系統(tǒng)的內細胞團中參與胚胎發(fā)育、出生的動物其生殖系統(tǒng)就有可能整合上外源基因就有可能整合上外源基因 3 3、 通過雜交繁育就可得到具有純合目的基因的個通過雜交繁育就可得到具有純合目的基因的個體，即轉基因動物。體，即轉基因動物。 ( (四四) )精子載體法精子載體法 由于顯微注射技術的效率很低，加之設備昂貴，由于顯微注射技術的效率很低，加之設備昂貴，因此人們一直在

35、試圖尋找一種簡單、有效和廣泛適用因此人們一直在試圖尋找一種簡單、有效和廣泛適用的方法將外源基因導入到任意種類動物的方法將外源基因導入到任意種類動物( (如哺乳類、禽如哺乳類、禽類及魚類類及魚類) )的基因組內。的基因組內。 精子載體法精子載體法是一種直接用精子作為外源是一種直接用精子作為外源DNADNA載體的轉載體的轉移方法。移方法。 基本原理和方法是：精子直接與外源基本原理和方法是：精子直接與外源DNADNA混合培養(yǎng)，混合培養(yǎng)，外源基因可以直接進入精子頭部，受精后就可發(fā)育成外源基因可以直接進入精子頭部，受精后就可發(fā)育成轉基因動物。轉基因動物。 后來羅特曼后來羅特曼(Rottman)(Rott

36、man)對此方法進行了改進，將外對此方法進行了改進，將外源源DNADNA在與精子共孵育之前用脂質體包埋，使脂質體與在與精子共孵育之前用脂質體包埋，使脂質體與DNADNA相互作用形成脂質體相互作用形成脂質體DNADNA復合物。這種復合體比復合物。這種復合體比較容易和精子細胞融合，從而進入細胞內。較容易和精子細胞融合，從而進入細胞內。 我國學者使用我國學者使用陽離子脂質體介導技術陽離子脂質體介導技術進行操作，方進行操作，方便、重復性好、轉染率高。盡管該方法的可靠性尚有便、重復性好、轉染率高。盡管該方法的可靠性尚有爭論，但是由于它的經濟性與方便性，許多研究者在爭論，但是由于它的經濟性與方便性，許多研

37、究者在進行該方法的改進工作。進行該方法的改進工作。 （五）人工酵母染色體法（五）人工酵母染色體法 人工酵母染色體是近年來才發(fā)展起來的一種新型人工酵母染色體是近年來才發(fā)展起來的一種新型載體，具有克隆百萬堿基對級的大片段載體，具有克隆百萬堿基對級的大片段DNADNA的能力。的能力。 19921992年人們采用該方法獲得了具有百萬堿基對外源年人們采用該方法獲得了具有百萬堿基對外源DNADNA的轉基因小鼠。的轉基因小鼠。 這種方法最明顯的優(yōu)點是可以保證巨大基因的完整這種方法最明顯的優(yōu)點是可以保證巨大基因的完整性及較長外源基因片段在轉基因動物中的較高的整合性及較長外源基因片段在轉基因動物中的較高的整合率

38、。率。 ( (六六) )受精前卵細胞顯微注射法受精前卵細胞顯微注射法 受精前卵細胞顯微注射法是將外源基因克隆至反受精前卵細胞顯微注射法是將外源基因克隆至反轉錄病毒載體，然后將這一攜帶外源目的基因的缺陷轉錄病毒載體，然后將這一攜帶外源目的基因的缺陷型反轉錄病毒通過顯微注射技術，注入到受精前卵細型反轉錄病毒通過顯微注射技術，注入到受精前卵細胞的卵周腔，然后再體外受精，培養(yǎng)至囊胚期，移入胞的卵周腔，然后再體外受精，培養(yǎng)至囊胚期，移入假孕的雌性動物子宮內發(fā)育。假孕的雌性動物子宮內發(fā)育。 這種方法的優(yōu)點主要體現在以下兩個方面：這種方法的優(yōu)點主要體現在以下兩個方面： (1)(1)目前大型動物轉基因普遍采用

39、原核顯微注射法，目前大型動物轉基因普遍采用原核顯微注射法，但是大型動物受精卵的原核不如小鼠等的清晰可見，但是大型動物受精卵的原核不如小鼠等的清晰可見，因此給顯微注射帶來極大不便。目前采用離心等方法因此給顯微注射帶來極大不便。目前采用離心等方法顯現原核，效果也不理想。而采用受精前卵細胞顯微顯現原核，效果也不理想。而采用受精前卵細胞顯微注射法就可能避免這一難題。注射法就可能避免這一難題。 能使首代轉基因動物陽性率顯著提高。而且，由能使首代轉基因動物陽性率顯著提高。而且，由于僅需將外源基因注射進卵細胞周腔即可，不需刺于僅需將外源基因注射進卵細胞周腔即可，不需刺破細胞質膜及原核膜，所以對卵造成的機械損

40、傷極破細胞質膜及原核膜，所以對卵造成的機械損傷極小，因此注射后的卵細胞成活率顯著提高。小，因此注射后的卵細胞成活率顯著提高。 (2)(2)與傳統(tǒng)的反轉錄病毒法相比，這種方法也有了明與傳統(tǒng)的反轉錄病毒法相比，這種方法也有了明顯改進：顯改進： 首先，選用受精前卵細胞作為外源基因的轉入點，首先，選用受精前卵細胞作為外源基因的轉入點，讓讓外源基因比精子染色質先進入卵細胞外源基因比精子染色質先進入卵細胞，這樣，只要，這樣，只要發(fā)生外源基因的整合，每一個細胞都會攜帶外源基發(fā)生外源基因的整合，每一個細胞都會攜帶外源基因從而避免了嵌合體動物的產生。因從而避免了嵌合體動物的產生。 其次，由于在體外培養(yǎng)的卵細胞在

41、其次，由于在體外培養(yǎng)的卵細胞在MM期包裹染色期包裹染色體的核膜會暫時消失，因此在這個時候進行外源基因體的核膜會暫時消失，因此在這個時候進行外源基因轉入，可大大提高外源基因進入核內與核染色體接觸轉入，可大大提高外源基因進入核內與核染色體接觸的機會。的機會。 第三，受精前卵細胞比受精卵和早期胚胎更易轉染第三，受精前卵細胞比受精卵和早期胚胎更易轉染反轉錄病毒，因此可以提高外源基因的整合率。反轉錄病毒，因此可以提高外源基因的整合率。 （七）其他方法（七）其他方法 除了以上方法之外，動物的轉基因技術還有電除了以上方法之外，動物的轉基因技術還有電脈脈沖法、染色體片段注入法、磷酸鈣共沉淀法、微彈轟沖法、染色

42、體片段注入法、磷酸鈣共沉淀法、微彈轟擊法、原生質細胞介導的轉基因技術、基因剔除和基擊法、原生質細胞介導的轉基因技術、基因剔除和基因嵌入因嵌入等。這些方法大多具有一些特殊的優(yōu)勢。等。這些方法大多具有一些特殊的優(yōu)勢。 9 92 22 22 2轉基因動物鑒定技術轉基因動物鑒定技術 早期采用的、也是目前具有權威性的轉基因動物早期采用的、也是目前具有權威性的轉基因動物鑒定技術是鑒定技術是southern blottingsouthern blotting。 具體步驟是：提取待檢動物組織的染色體具體步驟是：提取待檢動物組織的染色體( (一般選一般選擇導入基因中的單一限制酶位點擇導入基因中的單一限制酶位點)

43、 )，消化后電泳，轉膜，消化后電泳，轉膜后選擇適當的探針進行雜交，通過放射自顯影獲得結后選擇適當的探針進行雜交，通過放射自顯影獲得結果。果。 該方法的優(yōu)點是結果可靠，但缺點是工作量大、操該方法的優(yōu)點是結果可靠，但缺點是工作量大、操作繁瑣。作繁瑣。 另外一種比較常見的方法是另外一種比較常見的方法是斑點雜交；斑點雜交；主要步驟主要步驟包括：動物包括：動物DNADNA的提取、點于硝酸纖維素膜、探針雜交、的提取、點于硝酸纖維素膜、探針雜交、放射自顯影。放射自顯影。 優(yōu)點：操作簡便，優(yōu)點：操作簡便， 缺點：當動物體內整合的外源基因與內源基因有同缺點：當動物體內整合的外源基因與內源基因有同源時，往往出現假

44、陽性。另外由于提取的染色體源時，往往出現假陽性。另外由于提取的染色體DNADNA濃濃度較高，雜交效果往往不十分理想。因此這種方法用度較高，雜交效果往往不十分理想。因此這種方法用于轉基因動物的篩選并不多。于轉基因動物的篩選并不多。 聚合酶鏈式反應聚合酶鏈式反應(PCR)(PCR)技術技術在分子生物學領域中的應在分子生物學領域中的應用使轉基因動物的篩選工作大大簡化。用使轉基因動物的篩選工作大大簡化。 只需設計一對特異性引物，以組織提取的只需設計一對特異性引物，以組織提取的DNADNA為模為模板進行板進行PCRPCR擴增，通過對擴增產物進行序列分析就可以擴增，通過對擴增產物進行序列分析就可以實現轉基

45、因動物的鑒定。實現轉基因動物的鑒定。 缺點：有時也會存在假陽性，對篩選工作影響較大，缺點：有時也會存在假陽性，對篩選工作影響較大，必須加以克服。必須加以克服。 除了以上方法，近年來不斷出現一些新技術。例如，除了以上方法，近年來不斷出現一些新技術。例如，可用可用染色體原位雜交的方法染色體原位雜交的方法鑒定轉基因豬，雖然操作鑒定轉基因豬，雖然操作比較繁瑣、但其獨到之處是可確定出外源基因在染色比較繁瑣、但其獨到之處是可確定出外源基因在染色體上的整合位點以及整合狀態(tài)。體上的整合位點以及整合狀態(tài)。 轉基因動物技術是在轉基因動物技術是在2020世紀世紀8080年代初發(fā)展起來的。年代初發(fā)展起來的。從這項技術

46、誕生的那天起，它就在從這項技術誕生的那天起，它就在改良畜禽生產性狀改良畜禽生產性狀、提高畜禽抗病力提高畜禽抗病力以及利用轉基因畜禽生產非常規(guī)畜牧以及利用轉基因畜禽生產非常規(guī)畜牧產品產品( (如人類藥用蛋白如人類藥用蛋白) )等方面顯示出了廣闊的應用前等方面顯示出了廣闊的應用前景。景。 9.2.2 9.2.2 轉基因動物技術的意義與最新進展轉基因動物技術的意義與最新進展 轉基因技術是將人工分離和修飾過的基因導入到生轉基因技術是將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中，由于導入基因的表達，引起生物體性物體基因組中，由于導入基因的表達，引起生物體性狀的可遺傳修飾。狀的可遺傳修飾。 轉基因動物就是

47、基因組中含有外源基因的動物。通轉基因動物就是基因組中含有外源基因的動物。通過過生長素基因、多產基因、高泌乳量基因、瘦肉型基生長素基因、多產基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等基因等基因轉移，可能育成轉移，可能育成生長周期短生長周期短、產仔、生蛋多、泌乳量、產仔、生蛋多、泌乳量高或抗病性強的動物高或抗病性強的動物 目前轉基因技術已在牛、羊、豬、雞、魚等家養(yǎng)動目前轉基因技術已在牛、羊、豬、雞、魚等家養(yǎng)動物中取得一定成果物中取得一定成果9.2.2 9.2.2 轉基因動物技術的意義與最新進展轉基因動物技術的意義與最新進展熒光鼠熒

48、光鼠20072007年末，熒光鼠腦細胞的圖年末，熒光鼠腦細胞的圖片傳遍世界各地，從片傳遍世界各地，從“福利客福利客”超超市的宣傳海報到市的宣傳海報到“自然自然”雜志的封雜志的封面。這些五彩斑斕的腦細胞是單個面。這些五彩斑斕的腦細胞是單個的神經元，鮮艷的色彩幫助科學家的神經元，鮮艷的色彩幫助科學家將它們區(qū)分開來。英國將它們區(qū)分開來。英國哈佛大學哈佛大學的的杰夫杰夫- -里奇曼里奇曼為首的科研小組在實為首的科研小組在實驗鼠的基因組中驗鼠的基因組中導入水母的綠色熒導入水母的綠色熒光蛋白基因光蛋白基因，使其在紫色光線的照，使其在紫色光線的照射下呈現出綠色熒光。這種綠色熒射下呈現出綠色熒光。這種綠色熒光

49、基因對小鼠無害，只起到標記作光基因對小鼠無害，只起到標記作用。用。十大神奇轉基因動物十大神奇轉基因動物這種轉基因山羊是獨一無二的，因為它們能產生普通的這種轉基因山羊是獨一無二的，因為它們能產生普通的蜘蛛絲。這種構成蜘蛛網的同樣物質由它們的乳腺產生。蜘蛛絲。這種構成蜘蛛網的同樣物質由它們的乳腺產生。很多科學家把蜘蛛絲叫做很多科學家把蜘蛛絲叫做“生物鋼生物鋼”，有著超強的，有著超強的抗張強度。研究人員稱，如果把很多蜘蛛絲擰成一股繩抗張強度。研究人員稱，如果把很多蜘蛛絲擰成一股繩的話，它足夠強韌，可制成的話，它足夠強韌，可制成防彈背心、降落傘繩防彈背心、降落傘繩，或者，或者從飛機到航母等設備。從飛機

50、到航母等設備。 蜘蛛絲還可被制成蜘蛛絲還可被制成人造韌帶和人造韌帶和人造腱人造腱，支撐組織、骨骼和神經細胞，讓它們在生長期，支撐組織、骨骼和神經細胞，讓它們在生長期間保持穩(wěn)定。隨著細胞的逐漸生長，這些人造絲部分會間保持穩(wěn)定。隨著細胞的逐漸生長，這些人造絲部分會逐漸分解。逐漸分解。幫助幫助“生產生產”這些山羊的懷俄明大學分子生物學家這些山羊的懷俄明大學分子生物學家蘭迪蘭迪- -劉易斯說：劉易斯說：“從概念上講，這個過程非常簡單。從概念上講，這個過程非常簡單。用于用于絲蛋白的蜘蛛絲基因絲蛋白的蜘蛛絲基因與控制蛋白質構成組織的山羊與控制蛋白質構成組織的山羊的的DNADNA有關。在這種情況下，它是乳腺

51、，只形成于哺乳有關。在這種情況下，它是乳腺，只形成于哺乳期。然后，細胞與卵結合生成胚胎，胚胎有著合成其期。然后，細胞與卵結合生成胚胎，胚胎有著合成其DNADNA的基因。當母羊開始分泌乳汁時絲蛋白就產生了的基因。當母羊開始分泌乳汁時絲蛋白就產生了十大神奇轉基因動物十大神奇轉基因動物蜘蛛羊蜘蛛羊 美國研究人員通過一項新技術，使得老鼠具有了美國研究人員通過一項新技術，使得老鼠具有了抵抗各種癌癥的能力，而這個科學突破將使癌癥患者抵抗各種癌癥的能力，而這個科學突破將使癌癥患者有望接受無副作用的治療。有望接受無副作用的治療。這些老鼠內這些老鼠內產生的一種蛋白質產生的一種蛋白質是未來療法的關鍵，是未來療法的

52、關鍵，它能消滅腫瘤細胞，卻不會傷害體內的健康組織。通它能消滅腫瘤細胞，卻不會傷害體內的健康組織。通常情況下，一般的癌癥治療會使患者出現疼痛、惡心常情況下，一般的癌癥治療會使患者出現疼痛、惡心和掉頭發(fā)等情況?？茖W家們希望有朝一日把這種蛋白和掉頭發(fā)等情況?？茖W家們希望有朝一日把這種蛋白質用于癌癥患者身上，使他們擺脫這些痛苦。質用于癌癥患者身上，使他們擺脫這些痛苦。這個突破取決于一種叫這個突破取決于一種叫Par-4Par-4的老鼠基因的老鼠基因，它生，它生產這種蛋白質。研究人員讓一組老鼠擁有比正常情況產這種蛋白質。研究人員讓一組老鼠擁有比正常情況下更多的蛋白質。后來他們發(fā)現，這些老鼠對許多癌下更多的

53、蛋白質。后來他們發(fā)現，這些老鼠對許多癌癥類型產生免疫力，像癥類型產生免疫力，像肝癌和前列腺癌等。測試顯示，肝癌和前列腺癌等。測試顯示，這種蛋白質還能抵抗乳腺癌、胰腺癌和頭頸癌這種蛋白質還能抵抗乳腺癌、胰腺癌和頭頸癌等。美等。美國的這些科學家們表示，至關緊要的一點是這些老鼠國的這些科學家們表示，至關緊要的一點是這些老鼠沒有出現任何明顯的副作用。沒有出現任何明顯的副作用。十大神奇轉基因動物十大神奇轉基因動物抗癌老鼠抗癌老鼠翡翠海參看起來更像一片樹葉，而不是黏翡翠海參看起來更像一片樹葉，而不是黏滑的腹足軟體動物，但它卻是已知第一種在自滑的腹足軟體動物，但它卻是已知第一種在自然演化過程中發(fā)生轉基因現象

54、的物種。能夠利然演化過程中發(fā)生轉基因現象的物種。能夠利用用水藻食物中的葉綠體進行光合作用水藻食物中的葉綠體進行光合作用以產生能以產生能量。沒有任何其他動物能夠這樣利用葉綠體。量。沒有任何其他動物能夠這樣利用葉綠體。朗波研究發(fā)現朗波研究發(fā)現海參中的一種基因海參中的一種基因與水藻中與水藻中具有光合作用的基因類似，這表明在過去的漫具有光合作用的基因類似，這表明在過去的漫長歲月中，長歲月中，該基因或許通過自然進化的方式從該基因或許通過自然進化的方式從水藻轉移到海參的水藻轉移到海參的DNADNA中中。雖然目前還很難證實。雖然目前還很難證實海參身上的這種基因轉移，但朗波仍表示海參身上的這種基因轉移，但朗波

55、仍表示“我我們正致力于探究這種轉移是如何發(fā)生的們正致力于探究這種轉移是如何發(fā)生的”，這，這將有利于科學家探索動植物間的基因轉移是否將有利于科學家探索動植物間的基因轉移是否會發(fā)生在其他的物種上會發(fā)生在其他的物種上十大神奇轉基因動物十大神奇轉基因動物翡翠海參翡翠海參20032003年，美國得克薩斯的一家公司宣布，經年，美國得克薩斯的一家公司宣布，經過轉基因技術他們已經研制出能發(fā)熒光的小型過轉基因技術他們已經研制出能發(fā)熒光的小型熱帶魚熱帶魚“熒光魚熒光魚”。這種。這種“光芒四射光芒四射”的的紅色熒光魚，是利用轉基因技術得到紅色熒光魚，是利用轉基因技術得到商標注冊商標注冊的第一種商業(yè)性熒光寵物魚的第一

56、種商業(yè)性熒光寵物魚。改基因后的斑馬。改基因后的斑馬魚散發(fā)出粉紅色熒光，遠看像金魚一樣。目前，魚散發(fā)出粉紅色熒光，遠看像金魚一樣。目前，公司以公司以GloFishGloFish的商標對的商標對紅色熒光魚紅色熒光魚進行了注冊，進行了注冊，這標志著轉基因熒光魚可以被當作家庭寵物出這標志著轉基因熒光魚可以被當作家庭寵物出售。售。斑馬魚是一種常見的觀賞魚，身上有黑白斑馬魚是一種常見的觀賞魚，身上有黑白相間的條紋。熒光斑馬魚被分別轉入了相間的條紋。熒光斑馬魚被分別轉入了水母綠水母綠色熒光蛋白色熒光蛋白或者或者珊瑚蟲紅色熒光蛋白珊瑚蟲紅色熒光蛋白的基因，的基因，在紫外線的照射下，能夠發(fā)出綠光或紅光。熒在紫外

57、線的照射下，能夠發(fā)出綠光或紅光。熒光魚作為觀賞魚在市場上銷售，是第一種上市光魚作為觀賞魚在市場上銷售，是第一種上市的轉基因動物。的轉基因動物。十大神奇轉基因動物十大神奇轉基因動物熒光魚熒光魚一種超級老鼠可以不知疲倦地奔跑數小時、壽命更一種超級老鼠可以不知疲倦地奔跑數小時、壽命更長、擁有更強繁殖能力、吃得更多而不增加體重長、擁有更強繁殖能力、吃得更多而不增加體重美國科學家培育出的這種轉基因老鼠震撼了世界，引美國科學家培育出的這種轉基因老鼠震撼了世界，引起人們的遐想：培育超級老鼠的技術手段能否應用于起人們的遐想：培育超級老鼠的技術手段能否應用于人類，改善人類的能力？人類，改善人類的能力？研究者將高

58、度活躍的研究者將高度活躍的磷酸烯醇丙酮酸羧激酶磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK-C)(PEPCK-C)基因注入老鼠胚胎?；蜣D化的老鼠在運基因注入老鼠胚胎。基因轉化的老鼠在運動時有效利用身體脂肪產生能量，同時避免產生大量動時有效利用身體脂肪產生能量，同時避免產生大量乳酸。乳酸?？茖W家漢森教授說，超級老鼠主要利用脂肪轉化科學家漢森教授說，超級老鼠主要利用脂肪轉化能量，體內只產生非常微量的乳酸，它們不吃不喝也能量，體內只產生非常微量的乳酸，它們不吃不喝也能跑能跑4 4到到5 5個小時。這種老鼠最多能以每分鐘個小時。這種老鼠最多能以每分鐘2020米的速米的速度奔跑度奔跑6 6公里，也就是說，公里，也

59、就是說，它能連續(xù)不間斷奔跑它能連續(xù)不間斷奔跑5 5個小個小時甚至更多。時甚至更多?？茖W家說，這相當于一個人不間斷地高科學家說，這相當于一個人不間斷地高速騎自行車翻越阿爾卑斯山，只有人類頂級運動員可速騎自行車翻越阿爾卑斯山，只有人類頂級運動員可以做到，比如環(huán)法自行車賽七冠王蘭斯以做到，比如環(huán)法自行車賽七冠王蘭斯- -阿姆斯特朗。阿姆斯特朗。十大神奇轉基因動物十大神奇轉基因動物超級老鼠超級老鼠近年來，全世界科學家都在努力研究轉基因蚊子，近年來，全世界科學家都在努力研究轉基因蚊子，以降低其對人類的危害。以降低其對人類的危害。倫敦帝國學院的科研小組培育了一種轉基因蚊子，倫敦帝國學院的科研小組培育了一種

60、轉基因蚊子，其中的雄性具有熒光睪丸，很容易被識別，然后令其其中的雄性具有熒光睪丸，很容易被識別，然后令其不育。不育。研究者稱，可以將大量這樣的轉基因蚊子放到研究者稱，可以將大量這樣的轉基因蚊子放到野外與普通的雌蚊交配，減少瘧蚊的產卵量，從而慢野外與普通的雌蚊交配，減少瘧蚊的產卵量，從而慢慢減少瘧蚊的數目。這種轉基因蚊子沒有生育能力，慢減少瘧蚊的數目。這種轉基因蚊子沒有生育能力，所以不會將基因遺傳給野生蚊子。所以不會將基因遺傳給野生蚊子。美國科學家通過基因改造，在實驗室中培育出了美國科學家通過基因改造，在實驗室中培育出了一種蚊子，它具備了不再感染瘧疾的能力，將這些蚊一種蚊子，它具備了不再感染瘧疾