轉基因動物生物技術

轉基因動物技術目錄24概述31應用前景33技術環(huán)節(jié)安全問題5展望未來概述1976年Jaenisch等獲得含有SV40DNA的嵌合體小鼠。1980年，Gordon應用顯微注射法首次成功地將重組的外源DNA直接注入小鼠受精卵雄原核中，獲得了攜帶外源基因小鼠。1982，Palmiter將大鼠的生長激素基因用微注射方法導入小鼠的受精卵中獲得巨型小鼠（supermouse），從而在理論上和實踐意義上都將轉基因技術提高一步，引起生物學界極大的關注，為基因工程育種提供誘人的前景。早期以提高生長為主到現(xiàn)在的以生產(chǎn)藥用蛋白和可移植的器官轉基因技術

轉基因技術：是把已知基因轉移到真核細胞，并整合到基因組中得到穩(wěn)定表達的技術。它是改變物種遺傳性狀的最根本途徑。

轉基因動物

轉基因動物：是指基因組中整合有外源基因的一類動物。整合到動物基因組上的外源結構基因稱為轉基因。

轉基因動物技術

轉基因動物技術：是將外源基因或體外重組的基因結構轉移到動物的受精卵內，使其在動物體內得到整合和表達，以產(chǎn)生具有新遺傳特征或性狀的動物，并能將新的遺傳信息穩(wěn)定地遺傳給后代，獲得外源基因系或轉基因群，或者是外源基因在特定調控元件的作用下在某些宿主組織中進行獨立的復制，并在一定時間內表達外源蛋白（生物反應器）。制備轉基因動物的基本流程1、目的基因克隆和體外重組1）人工合成2）互補DNA（cDNA）的克隆3）DNA克隆2、外源基因的導入將目的基因轉入→培養(yǎng)→產(chǎn)下后代3、外源DNA整合、轉錄及表達的分子檢測是否是轉基因動物轉基因的導入方法顯微注射法逆轉錄病毒感染胚胎法胚胎干細胞法精子載體法細胞核移植法轉基因導入方法生殖細胞轉染法顯微注射法?

顯微注射法是通過顯微操作儀將外源基因直接注射到受精卵的原核中，該法是產(chǎn)生最早且又最為有效的轉基因方法。?但原核顯微注射法技術難度比較大，不僅需要昂貴的儀器，而且需要一定的操作技巧。顯微注射法

基因原核注入顯微圖像顯微注射法基本流程逆轉錄病毒感染胚胎法

將外源基因重組到DNA病毒或RNA病毒上，再用重組的DNA病毒或RNA病毒去感染著床前后的胚胎，隨后病毒基因插入到宿主胚胎基因組中，外源基因也自然整合到胚胎基因組中。

逆轉錄病毒感染胚胎法是近年來興起的基因轉移方法，操作相對簡單而且感染后基因的整合效率高。胚胎干細胞法胚胎發(fā)育卵泡階段的細胞能在培養(yǎng)基中體外增殖，當把他們重新輸回胚胎胚泡后，仍保留著分化成其他細胞（包括生殖細胞）的能力，這些細胞稱為多效性胚胎干細胞（ES）。ES在體外培養(yǎng)時可承受轉基因操作而不影響其分化多效性，外源基因通過同源重組方式特異性整合在ES基因組內的一個非必需位點上，構成工程化胚胎干細胞，工程化胚胎干細胞經(jīng)篩選鑒定和體外擴增，再輸回小鼠胚胎胚泡中，最終形成轉基因動物。

胚胎干細胞法胚胎干細胞法生產(chǎn)轉基因動物的流程圖精子載體法精子載體法是精子和外源DNA混合培養(yǎng)時，外源DNA可直接進入精子的頭部，通過受精將外源基因引入動物細胞中。外源DNA導入精細胞的方法有DNA與精子共育法、點穿孔導入法、脂質體轉染法。精子載體法精子載體法生產(chǎn)轉基因的基本流程細胞核移植法

細胞核移植技術，就是將供體細胞核移入除去核的卵母細胞中，使后者不經(jīng)過精子穿透等有性過程即無性繁殖即可被激活、分裂并發(fā)育成新個體，使得核供體的基因得到完全復制。以供體核的來源不同可分為胚細胞核移植與體細胞核移植兩種。細胞核移植法細胞核移植法生產(chǎn)轉基因動物的基本流程生殖細胞轉染法生殖細胞轉染法生產(chǎn)轉基因動物的基本流程轉基因動物技術應用前景

自20世紀80年代第一只轉基因小鼠誕生起，人類就開始了對轉基因動物的研究。隨著研究的不斷深入和實驗技術的不斷完善，有些轉基因動物的成果已進入實用化和商業(yè)化的開發(fā)階段。目前，轉基因動物主要應用于醫(yī)藥、食品、生產(chǎn)等各個方面。在醫(yī)學上的應用1.人類疾病動物模型

建立用于藥物研究的適合基因治療的轉基因動物模型是轉基因動物的重要方向。此模型具有準確、經(jīng)濟、試驗次數(shù)少、顯著縮短試驗時間等優(yōu)點。2、異體器官移植

器官移植是目前治療器官功能衰竭等疾病的首選技術，為患者帶來希望，利用轉基因動物可以在動物體上培育人體器官，有效緩解器官供需日益突出的矛盾。在生產(chǎn)中的應用1、促進動物生長，提高生產(chǎn)性能利用動物轉基因技術可以促進動物的生長發(fā)育，提高動物的生產(chǎn)性能。通過導入外源性生長激素基因，改造動物原有的基因組，從而達到加快動物生長速度，提高肉、蛋、奶等產(chǎn)品的產(chǎn)量，提高飼料利用率的目的。巨型鮭魚許多動物的生長速度取決于體內生長激素的含量。我們可以用轉基因技術往動物體轉入生長激素基因，用此方法培育的轉基因鮭魚，在同一生長期內，平均重量是普通鮭魚的11倍，成熟期也比普通鮭魚快1倍。轉基因鮭魚(上)與同年齡的野生鮭魚(下)2、提高抗病力和適應性對牛、羊等家畜和家禽進行基因轉移，還可以有效提高家畜的抗病耐寒能力，改善其性狀，促進了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

3、動物生物反應器

動物生物反應器（bioreactor）是利用轉基因活體動物，高效表達某種外源蛋白的器官或組織，進行工業(yè)化生產(chǎn)功能蛋白質的技術。動物生物反應器的研究開發(fā)重點是動物乳腺反應器和動物血液反應器。即，把人體相關基因整合到動物胚胎里，使生出的轉基因動物血液中，或長大產(chǎn)生的奶汁中，含有人類所需要的不同蛋白質。這是當前生物技術的尖端和前沿研究項目。我國首例富含"魚油"轉基因克隆豬由中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所、軍事醫(yī)學科學院生物工程研究所和河北省玉田種豬場玉田縣牧富種豬繁育有限公司合作，順利培養(yǎng)出一頭轉ω－３脂肪酸去飽和酶基因的克隆豬。這種以往只在深海魚體上大量存在的不飽和脂肪酸，有助于預防人類心血管疾病。安全問題

轉基因技術給人類作出了巨大的貢獻，是人類發(fā)展史上一次劃時代的進步。然而，轉基因技術的繼續(xù)發(fā)展面臨著一系列安全問題，已經(jīng)在全球范圍內引起了激烈的爭論與普遍關注，主要集中在食品安全性和環(huán)境安全性兩方面。1、食品安全性

對于轉基因動物，有些外源基因及其啟動子來自于病毒序列，有可能在受體動物體內發(fā)生同源重組或整合，形成新的病毒。外源基因在染色體內插入位點的不同也可能造成不同程度的基因改變，引起非預期效應。轉基因動物還可能增加人畜共患病的風險，某些動物可能導致人類過敏性反應等。因此，對于轉基因動物，我們必須提高警惕，要對轉因食品進行嚴格的食用安全性評價。2、環(huán)境安全性轉基因動物的目的基因在野生種中穩(wěn)定下來也可能造成生態(tài)問題，可能使野生近緣種獲得選擇優(yōu)勢，影響生態(tài)系統(tǒng)中正常的物質循環(huán)和能量流動。另外，還可能會導致野生等位基因的丟失，從而造成遺傳多樣性的下降。

隨著技術的發(fā)展，轉基因動物的規(guī)模會越來越大，如果沒有一套很好的跟蹤、評估管理系統(tǒng)，勢必從目前的可控狀態(tài)變成無序的、不可控狀態(tài)。因此，建立一套全球范圍的轉基因動物