14第六章-2 转基因动物-1015

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1、二、转基因动物(TransgenicAnimal)转基因技术：将人工分离和修饰过的基因导入生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体性状的可遗传修饰，这一技术称为转基因技术。通俗的讲，转基因技术是指利用分子生物学技术，将某些生物的基因转移到其它物种中，改造生物的遗传物质，遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。传统育种技术转基因技术生物种内个体间不受生物体间的基因转移亲缘关系的限制整个基因组转移目的基因转移不同本质都是通过获得优良基因进行遗传改良相同稳定的转基因生物，

2、其个体的每一个细胞中都应该存在“转基因(transgene)”。转基因生物：经转基因技术修饰的生物体，亦称“遗传修饰过的生物体”(geneticallymodifiedorganism,GMO)。转基因微生物转基因动物转基因植物转基因生物的种类转基因动物：是人类按自己的意愿，借助基因工程技术，将外源基因导入动物受精卵，有目的、有计划、有根据、有预见地改变动物的遗传组成，使外源基因与动物基因组整合、在体内稳定表达并能稳定遗传给后代的动物。1982年，美国西雅图大学Palmiter和宾州大学Brinster

3、利用显微注射法，将大鼠生长激素基因转到小鼠的受精卵中，培育出世界上第一个转基因动物---“超级硕鼠”。转入LacZ基因的鼠胚胎LacZ在肌肉前体细胞中表达半乳糖苷酶转入LacZ基因的果蝇显微注射法胚胎干细胞法逆转录病毒感染法常用的动物转基因技术1、显微注射法鉴于哺乳动物细胞便于注射的特性，常利用显微注射法，直接把外源DNA注射到宿主细胞核里，使其整合到染色体上。是动物转基因技术中最常用的方法。显微注射法的流程卵裂后挑选整合有外源基因的受精卵将外源基因显微注射入雄原核植入代孕母亲子宫内发育收集雄原核与

4、雌原核尚未融合的受精卵优点：整合率高。外源基因大小基本不受限制，1-50kb；导入过程直观；缺点：对操作人员技术要求高；对受精卵伤害大，胚胎存活率低；效率低（尤其大家畜）:制备1只转基因小鼠，需40个注射过的受精卵，山羊、绵羊、猪、牛分别为90、110、110和1600。基因随机整合，拷贝数无法控制。设备昂贵、环节多；2、胚胎干细胞法胚胎干细胞(embryonicstemcell,ES)：是从早期胚胎(囊胚)内细胞团(Innercellmass,ICM)分离出来的、能在体外培养的一种高度未分化的多能干细

5、胞。ES是二倍体细胞，能在体外培养，有高度全能性，可形成包括生殖细胞在内的所有组织，在不同培养条件下表现出不同的功能状态。将携带外源基因的ES注入动物囊胚期胚胎内，使之与内细胞团紧靠在一起，成为嵌合体，再植入代孕动物子宫内，可培育出转基因动物。外源基因导入ES的方法多样（如逆转录病毒感染法、脂质体法、电穿孔法），鉴定及筛选方便；优点：外源基因整合的可控性好；可预先在细胞水平检测外源基因的拷贝数、表达水平及稳定性。ES法在小鼠上应用较成熟，但在大动物上应用较晚。缺点：ES细胞系建立、培养困难；维持ES的未

6、分化及多向分化潜能不易。是将目的基因克隆到RV载体上，制备高滴度病毒颗粒，感染早期胚胎细胞(8细胞胚)，以获得转基因动物的方法。主要用于鸡胚胎操作。3、逆转录病毒感染法操作简单，避免注射法对卵子的损害，胚胎存活率高。优点：外源基因单拷贝整合；宿主范围广；感染率高，可同时感染大量胚胎；整合率不高，胚胎自我保护机制对其有抗性；缺点：RV载体容量小，外源基因<7kb；潜在致癌性。转基因动物制作的流程获取目的基因将携带目的基因的重组载体导入受精卵或胚胎细胞选择携带目的基因的细胞选择体外培养系统和宿主动物转基因胚

7、胎的发育及鉴定筛选所得的转基因动物只有通过选种选配，将2个半合子转基因动物成功交配，才能得到纯合子转基因动物，建立转基因动物家系，外源DNA才能在后代中稳定遗传。第一代转基因动物是半合子转基因动物，因为外源基因仅在1条染色体上稳定整合。获得纯合子转基因动物的流程转基因与非转基因动物交配，产生更多的半合子转基因动物半合子转基因动物互相交配，得到纯合子转基因动物转基因动物的应用生产药物人工改良牛奶培育优良品系建立人类疾病动物模型器官移植提高动物的观赏性通过转基因动物生产基因药物，最理想的表达场所是乳腺。1、

8、生产药物：乳腺是外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响动物本身的生理代谢。从乳汁中源源不断获得目的基因产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。从乳汁中获取目的基因产物，产量高、易提纯，经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。1987年，Cordon首次报道在小鼠乳腺中生产用于治疗心脏病的药物tPA，展示出利用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。转基因羊--凝血因子IX转基因牛--EPO转基因猪--人血清白蛋白产量高活性高成本低周期短效益高--“