转基因动物的遗传修饰与应用(下) The Genetic Modification and Application of Transgenic Anima
基因修饰动物在生物医学研究中的应用与发展
基因修饰动物在生物医学研究中的应用与发展随着科技发展和人们对生命科学的深入探究，基因修饰动物变得越来越常见，其在生物医学研究中的应用和前景也越来越广阔。
一、基因修饰动物的定义和分类基因修饰动物是指采用人工干预遗传物质的方式，改变动物的遗传信息，从而使其表现出预期的性状或特征的实验动物。
按照遗传物质被改变的方式，基因修饰动物可以分为转基因动物和基因敲除动物。
转基因动物是指向动物细胞中加入外源基因，使其成为新的遗传物质，并表达出外源基因的功能。
基因敲除动物指的则是通过技术手段使制定的目标基因失去一部分或全部功能的动物实验模型。
二、基因修饰动物在疾病模型研究中的应用基因修饰动物可以人工创造出多种疾病模型，使得人们可以通过研究这些模型动物，更深入地了解疾病的发生、发展和治疗方法的优劣性。
例如，人类的阿尔茨海默症是一种严重的神经退行性疾病，人们可以基于敲除小鼠APP（细胞外β淀粉样前体蛋白）基因构建阿尔茨海默症的动物模型，并对其进行相关涉及基因的基础与药物研究，最终为药物研究和开发提供可靠依据。
三、基因修饰动物在药物研究中的应用药物研究是基因修饰动物的另一重要使用方面。
多种疾病和药物的治疗关键在于深入了解疾病的发展过程和作用机制，基因修饰动物具备模拟人类疾病和药物反应机制的能力，可以使得药物的研究更加精细。
药物通过基因修饰动物的实验研究，可以更加全面、有效地了解新药物的生物活性、代谢特征、药物动力学、毒性以及对不同个体的不同反应等相关问题，为人类疾病治疗和药物研发提供有力支持。
四、基因修饰动物的潜在风险近年来，基因修饰技术一直处于争议之中，其原因是因为不同的机构和人们对于这种技术的应用和质疑存在差异，不同的观点产生了不同的立场。
一方面，是基因修饰技术变得越来越安全和普遍，成为生物医学研究的新武器；另一方面，由于动物遗传信息的改变，存在一定的风险性代价和不确定性，一些机构和学者对其安全和道德性产生了担忧。
五、结论基因修饰动物在生物医学研究中扮演着非常重要的角色，其作为疾病模型和药物研发方面的功能成为人们研究生命科学的重点之一。
转基因生物英语
转基因生物英语Transgenic Organism English or genetically modified organism (GMO) is a hot topic in modern science, agriculture and medicine that has sparked a lot of debate worldwide. A transgenic organism is an organism whose genetic makeup has been altered to include DNA from another species, through genetic engineering techniques. This technology holds promise for a wide range of applications including improved crop yields, new medicines and vaccines, and more effective treatments for genetic diseases. In this article, I will explain the steps involved in producing a transgenic organism and the potential benefits and risks associated with the technology.Step 1: Identifying the Target Trait and Source OrganismThe first step in creating transgenic organisms is to identify the trait that needs to be improved or added to the organism. This may involve identifying the gene responsiblefor the trait and determining its function. Next, a source organism containing the desired gene is also identified.For instance, if a plant needs to be made more resistant to pests or herbicides, the target trait is resistance, andthe source organism could be a bacteria or another plant that already has that resistance gene.Step 2: Isolating and Cloning the Target GeneOnce the target gene has been identified and verified,it is then isolated and cloned. This is done by creating a copy of the gene using recombinant DNA technology. The cloned gene is then inserted into a vector or a carrier DNA molecule,usually a plasmid, which can carry the gene into the host organism's genome.Step 3: Introducing the Gene into Host OrganismThe next step is to introduce the cloned gene into the host organism. This is done by using a method called transformation, where the vector with the cloned gene is inserted into the host organism's cells. The most commonly used method of transformation is via a gene gun, where tiny gold particles coated with the vector are shot into the host organism's cells.Step 4: Selecting Transgenic OrganismsAfter introducing the cloned gene into the host organism, not all of the host's cells may have successfullyincorporated the new gene. To select for transgenic organisms with the desired trait, a selectable marker, typically an antibiotic resistance gene, is introduced alongside thetarget gene. The host organism is then grown in anenvironment containing the antibiotic, and only thegenetically modified organisms that have the antibiotic resistance gene can survive.Benefits of Transgenic OrganismsThe technology for creating transgenic organisms has several potential benefits in various fields, including:1. Improved crop yields and nutrition: Genetically modified crops can be engineered to resist pests and diseases, tolerate harsh environmental conditions such as drought, and increase the yield and quality of crops.2. Medical applications: Transgenic organisms have been used to produce new medicines, including insulin, vaccines, and growth factors.3. Environmental benefits: Genetic engineering may helpmitigate environmental problems, such as reducing the use of harmful chemicals, making crops more resistant to extreme weather conditions, and reducing waste.4. Increased food supply: Transgenic organisms have the potential to increase food production and distribution, especially in developing countries.Risks of Transgenic OrganismsWhile there are potential benefits of transgenic organisms, there are also some concerns and risks associated with their use. These include:1. Environmental risks: Transgenic organisms may spread uncontrollably and cause harm to the environment or native species.2. Health risks: There are concerns about the long-term effects of consuming genetically modified crops on human health, although studies have not yet proven either positive or negative effects.3. Ethical concerns: There are ethical and moral concerns surrounding the manipulation of genes and organisms.ConclusionIn conclusion, the technology for creating transgenic organisms has significant potential benefits in various fields, including agriculture, medicine, and the environment. However, these benefits must be considered against the potential risks associated with the technology, including environmental and health risks, and ethical concerns. To ensure that the benefits outweigh the risks, thorough scientific studies must be carried out before releasing transgenic organisms into the environment or into the market for human consumption.。
转基因技术——动植物转基因方法ppt(共22张PPT)
【DAWN_ZX】
•优点:不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，
不需要装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握
。
转基因
技术
【DAWN_ZX】
动物转基因方法
原核显微注射法 胚胎干细胞介导法
逆转录病毒载体法 精子介导的基因转移
核移植转基因法
体细胞核移植法
线粒体介导法
转基因
技术
【DAWN_ZX】
动物转基因方法
原核显微注射法（最常用）
【启动子】是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因
转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 【终止子】也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。
【DAWN_ZX】
转基因技术的步骤
STEP3：将目的基因导入受体细胞
（1）导入植物细胞一般用农杆菌转化法，也可 用基因枪法或花粉管通道法。 （2）导入动物细胞一般用显微注射法。 （3）导入微生物细胞一般用感受态细胞吸收DNA 分子的方法。
转基因
技术
【DAWN_ZX】
转基因技术的步骤
STEP4：目的基因的检测和表达
1.检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因
。
方法：采用DNA分子杂交技术。 2.检测目的基因是否转录出了mRNA。
方法：采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质。
方法：从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行 抗原－抗体杂交。 4. 进行个体生物学水平的鉴定。
•根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有 一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入 到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目 的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因 向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转 基因植株。 •近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物（尤其是水稻）中得到了广 泛应用。
动物基因编辑技术的研究与应用
动物基因编辑技术的研究与应用随着生物技术的不断发展，动物基因编辑技术也逐渐成为生物科学研究中的重要领域。
动物基因编辑技术是指通过人工手段对动物基因进行删减、插入或修改，从而达到精确控制动物基因表达，改变动物特性的目的。
该技术具有很高的准确性和灵活性，可以用于诊断和治疗遗传病、基因工程、生物学研究等方面。
一、动物基因编辑技术动物基因编辑技术主要包括三种方式：转基因、基因敲除和基因修饰。
1. 转基因技术转基因技术是指将外源基因或异种基因导入动物体内，从而使其产生新型或改良的性状。
该技术主要应用于生产优良动物品种，改进生物制品及其它方面。
转基因技术一般采用基因枪或基因导入技术将外源基因导入动物体内。
转基因技术的优点在于它可以在较短的时间内获得高水平的转基因动物，并且可以实现病毒抗性等目标。
2. 基因敲除技术基因敲除技术是指将目标基因取代或删除，从而达到产生相应突变体的目的。
该技术主要应用于研究基因功能、疾病的发生机理等方面。
基因敲除技术主要通过引入外源DNA（例如: Cre-loxP）或RNA干扰技术，从而消耗目标基因的产物。
3. 基因修饰技术基因修饰技术是指通过人为干预改变基因表达的过程，从而实现控制动物特性的目的。
常见的基因修饰技术包括：CRISPR/Cas9基因编辑技术、TALEN基因编辑技术和ZFN基因编辑技术。
基因修饰技术的特点在于它可以针对目标基因进行特异删减和修饰，并且可以通过筛选出致病基因，在体细胞及早期胚胎阶段对遗传病进行有效治疗。
二、动物基因编辑技术的应用动物基因编辑技术的应用范围非常广泛，从医学、食品安全、环境保护到基础学科研究等方面都有应用和发展。
1. 医学应用动物基因编辑技术在医学领域的应用主要是用于诊断和治疗遗传病和某些基因突变相关病症的研究。
这种技术可以精确地进行基因修饰和基因敲除，帮助治疗一些难以治疗的疾病，例如：肺癌、糖尿病、血友病等。
2. 食品安全应用动物基因编辑技术在食品安全方面的应用具有很大的前景。
基因修饰动物在生命科学中的应用前景
基因修饰动物在生命科学中的应用前景随着科学技术的发展与进步，基因修饰动物已经逐渐成为生命科学领域的一个重要研究方向。
基因修饰动物是指通过人工手段对动物的基因进行修改，使其具备特定的性状，或是用于模拟人类疾病并开发新的治疗方法。
这一技术的出现，不仅可以解决人类所需的药物和治疗方法，也可以为动物保护和疫病控制提供更好的手段。
一、动物基因修饰技术的现状动物基因修饰技术的研究，已经开始从理论探究逐步转化为应用研究。
此前，常见的基因修饰方法包括“基因敲除”和“基因添加”，是通过对动物胚胎进行基因编辑等方式进行的。
这些方法在细胞、组织、器官或整个生物层面都可以进行。
近年来，基因编辑技术的发展带来了动物基因修饰技术的另一个新方法——CRISPR/Cas9技术。
该技术使得科学家们可以更有效地编辑特定基因，尤其是在小型实验动物的研究中具有重要作用。
CRISPR/Cas9技术为完善现有的基因修饰技术提供了一个崭新的方向，也拓展了动物基因修饰技术的应用范围。
二、基因修饰动物在生命科学中的应用前景基因修饰动物在生命科学领域下有很大的应用前景，不仅具备科学研究的学术意义，也能够帮助人类解决疾病问题。
以下是几个基因修饰动物应用前景的例子：1. 新药研发基因修饰动物的最显著的应用之一，是用于新药研发。
例如，在帕金森病药物研发中，通过给老鼠注射携带疾病相关基因的病变细胞，以模拟该疾病的发展过程，在此基础上研发新药物，对生物医学领域具有重要意义。
2. 模拟人类疾病基因修饰动物也可以被用来模拟人类疾病，通过基因编辑技术改变某些基因，使其患上与人类类似的疾病，以便更深入的研究和理解该疾病的发展过程，为疾病的治疗提供新思路。
3. 生殖技术基因修饰动物还可以用于生殖技术，例如繁殖出带有特定基因的、更加优良的品种。
同时，在动物改良技术中，基因修饰的方法也被广泛运用，可以增加小家畜的体重和产量，提高牛、猪等大型家畜毛皮和肉类品质，这意味着人类可以缓解食品短缺问题，并提高人类的生活质量。
实验动物现代新技术(二)转基因动物技术
法律问题
各国对转基因动物技术的法律法 规不尽相同，可能限制该技术的 发展和应用。
伦理问题
应尊重动物的福利，尽量避免对 动物的伤害和痛苦，同时确保转 基因动物的安全性和可控性。
未来发展趋势与展望
发展趋势
随着基因编辑技术的发展，转基因动 物技术将更加精准和高效，有望在生 物医药、农业、生态环境等领域发挥 更大的作用。
生物制药与疫苗生产
总结词
转基因动物技术可用于生产具有治疗和预防作用的生物药物和疫苗。
详细描述
通过转基因技术，可以在动物体内表达具有治疗和预防作用的人类蛋白质或抗原。这些蛋白质或抗原可以用于生 产药物和疫苗，为人类疾病的治疗和预防提供新的手段。
Part
04
转基因动物技术的挑战与前景
技术难题与解决方案
技术难题
解决方案
转基因动物技术的实施过程中，存在基因 定位、基因表达调控等技术难题，影响转 基因动物的准确性和稳定性。
通过基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统 ，可以实现精准的基因定位和调控，提高 转基因动物技术的准确性和稳定性。
技术难题
解决方案
目前转基因动物技术的效率较低，需要大 量的时间和资源进行实验和筛选。
胚胎干细胞法的优点是可以通过对胚胎干细胞的定向诱导 分化，获得具有特定功能或表型的转基因动物。此外，胚 胎干细胞法还可以用于构建转基因动物的遗传模型，为疾 病研究和药物筛选提供有用的工具。
基因打靶技术
基因打靶技术是一种利用同源重组原理，将外源DNA定点整合到受体细胞基因组 特定位点的技术。在转基因动物技术中，基因打靶技术主要用于实现特定基因的 敲除、敲入或修饰。
展望
未来转基因动物技术将与其他生物技 术、信息技术等领域交叉融合，形成 新的技术体系和应用领域，推动生物 技术的创新发展。
GeneticallyModifiedFood(GMF)andItsSafety转基因食品与
• The sale of gene food was more than $10,000 million 转基因食品的销售额超过100亿美圆
• More than 50% soy beans were transferred gene 超过50%的大豆为转基因大豆
• More than 40% corn and wheat were transferred gene 超过40%的玉米、小麦为转基因玉 米和小麦
从理论上讲，基因工程中所转的外源基因 是已知的有明确功能的基因。
它与远源有性杂交中的高度随机过程相比， 其转基因后果应当可以更精确地预测， 在应用上也更加安全。
转基因植物的安全性争论
• 支持派认为：如果转基因农业生物技术 得不到社会支持，这一研究将被扼杀， 并且强调，迄今为止并没有发现转基因 食品危害人体健康和环境的确切证据。
The countries applied genetic engineering 利用基因工程技术较多的国家
America 美国
Canada 加拿大
Argentina 阿根廷
40,000,000 hectare 4000万公顷
12,800,000 hectare 1280 万公顷
7,500,000 hectare 750万公顷
• 是指用转基因生物制造、生产的食品、 食品原料及食品添加物等。
• 简称：GMF
现在市场上常见的小西红柿算是转基 因食品么？
• 小西红柿其实并不属于转基因食品， 它是通过常规育种方法培育的。
为什么会对转基因食品有恐惧心理？
• 据专家分析，转基因食品在基因重组与改 变过程中，可能产生某种毒性、过敏性， 生成抗营养因子。引起营养成分改变，或 者某种抗抗生素基因随食品转移到肠道， 使抗生素对该机体从此失去疗效。
生物学转基因动物与动物生物反应器
转基因动物还能体现基因表达的相对特异 性和组织分布规律。
如通过导入人生长激素释放因子( hGRF)基因与 金属硫蛋白启动子建立的转基因鼠，在不同的组 织， hGRF表达水平不同。在垂体和胰脏中，呈 高水平表达；在下丘脑和肝脏中呈中水平表达； 在心脏和性腺中呈低水平表达。这表明了基因表 达的特异性和组织分布规律。
动物所有细胞均整合有外源基因，则具有将外源 基因遗传给子代的能力，通常被称为转基因动物。
一般用胚胎干细胞法或逆转录病毒载体法制备的 第一代转基因动物均为嵌合体动物，而显微注射 法得到的第一代转基因动物中，也有20％为嵌合 体动物。
当外源基因在转基因动物体内表达，并培育出其 表型与人类疾病症状相似的动物模型，则称其为 转基因动物模型。
目前, 已经培育出了动脉粥样硬化、镰刀形红细胞 贫血症、痴呆症、自身免疫病、淋巴系统病、真 皮炎及前列腺癌等多种疾病的模型动物,为这类疾 病的研究提供了方便。
（3）动物品种改良
通过外源基因的导入，改造动物的基因组,可 达到使家畜、家禽的生长速度加快，肉、蛋或奶 产量及品质提高，饲料利用率提高、抗病力加强 的目的。 目前应用最广的是，通过此技术改变牛奶的品质 和成份。在我国已获得转人乳清白蛋白、人乳铁 蛋白等转基因牛奶，为我国的“人源化牛奶”产 业化定了重要的基础。
从转基因动物所获得的资料几乎涉及医学遗传、 肿瘤学、免疫学等的基因研究，还涉及生物药物 的研究，基因治疗的开发研究等。
目前建立转基因动物的主要策略有两种：
一种是让转基因在动物体内过度表达的方法。最 常用的是显微注射方法。转基因可用基因本身的 启动子，也可拼接组织特异性表达的外源启动子； 可转入单基因，也可转入双基因。
Gordon等首次成功地将含有HSV和SV40 DNA 片段的重组质粒DNA以显微注射法导入小鼠受精 卵的雄原核内，得到了带有这种外源DNA顺序小 鼠。
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转基因动物中外源基因的整合状态与该基因的表达调控关系极大， 如基因所整合的染色体及其特异位点、所 整合基因的拷贝数及排列方式、转基因过程中所诱发的其它序列的重排和插入诱变等， 因此常常是同一基因的不 同转基因系中该基因的表达水平变化很大．用兔 卜球蛋白基因和人一 鼠杂合 卜球蛋白基因进行转基因小鼠研究 表明， 在大多数转基因小鼠中外源基因拷贝变化数为每二倍体细胞含 ５ ０ 且大多数基因拷贝保持完整； －５ 个， 进而 用原位杂交技术也证明了在同一转基因鼠中所有拷贝都整合在同一染色体位点上，ｏｔｅｎ Ｓｕｈｒ 分析也证明被注人的 Ｄ ＮＡ常以头一 尾随机衍连的形式进行整合， 但不同转基因小鼠中外源基因所整合的染色体位点却不同；： Ｓ 核酸酶 保护试验也证明了在这些不同的转基因小鼠中， 所整合的外源基因有的表达活性很低， 有的则根本无表达活性， 其 中只有当卜球蛋白基因整合在小鼠第 ３ 号染色体的外源基因才可在转基因小鼠的骨骼肌中表达．其它转基因动 物如转基因鱼、转基因奶牛和转基因奶山羊中外源基因的整合与表达也有类似表现．这种位置效应不仅影响外源 基因的表达水平， 而且也影响外源基因的发育模式， 以致具有同一外源基因但不同染色体整合位点的不同转基因小
廉、高效之优点， 更为重要的是由此产生的工程蛋白还具有与人体蛋白完全相同的生物活性， 甚至活性期更长， 在
国外已引起了 许多公司的密切关注和巨额投资， ｈｒ ａ ｎｃｌ ｅ ｓ ｄ ｂｒ ＵＫ） Ｄ ＸＰｉｅ ｎ 如Ｐａ ｃ ｔａＰｏ ｉ （ ｉ ｕ ｈ ． Ｎ （ ｎ ｔ ， ｍ ｅ ｉ ｒｔｎ Ｅ ｎ ｇ ． ， ｒｃ ｏ ＮＳ， ｎ ｒ ＩｔｎｔｎａＭｏｎ ｉＶｅ ， 和Ｇ ｎｙ ｅ ｍ ｒ ｇ ＭＡ 等公司已 ．） Ｇ 曲ａｍ ｅ ａｏｎｌ ｕｔｎ ｗ Ｃ ） ｅ ｍ （ａ ｂｉ ｅ ） ． ｅ ｎｒ ｉ （ ａ ｉ Ａ ｚ Ｃ ｄ ， 分别研制开发转
一、人： 厂抗胰蛋白酶等在转基因小鼠乳腺表达分泌已获成功．近来人Ｌ ｔＡ在转基因 ＡＰ 奶山羊泌乳中 表达分泌
产量己达 ３ｇ ， ｐ ／ 而在转基因奶牛泌乳中的表达分泌产量竟达 ２ ｍｇ ｍｌ人血红糖蛋白“一 ｍＬ －３ ／ ， ｍ ：抗胰蛋白酶在
转基因绵羊泌乳中的表达分泌产量也高达３ｇ ．因此， ５／ Ｌ 转基因动物作为一种生物反应器已 初步显示出优质、价
润， 结构破坏， 现自 出 身免疫性糖尿素， 从而深化了对病因的认识．后来， ｏｄｏ Ｇ ｏｎｗ等将鸡卵溶菌酶（Ｅ ） 导 Ｈ Ｌ基因
人小鼠受精卵， 形成表达 ＨＥ Ｌ的转基因小鼠， 同时又将能识别鸡 ＨＥ Ｌ的Ｉ 基因导人另一受精卵形成另一转基因 ｇ
小鼠 然后把二只小鼠 ， 杂交， Ｆ 双重转基因小鼠， 获得 ： 但它们与正常小鼠 不同， 它们对外源Ｈ Ｌ不能产生抗体反 Ｅ 应， 检测表明它的Ｂ细胞系统中仍然存在带有Ｈ Ｌ Ｅ 抗原识别受体的Ｂ 细胞克隆， 这些Ｂ细胞表面 Ｉ ｇ ｍ较高、 Ｉ ｇ Ｄ高， Ｅ 对Ｈ Ｌ抗原刺激无反应， 从而证实了Ｂ细胞耐受的克隆灭活 理论．此外， 转基因动物模型亦可用于探索
４转基因动物的应用
４ ． １基础理论研究 由于外源基因可在转基因动物细胞中能够进行复制、整合与表达， 并制约于受体基因组遗体背景的调控， 因此 转基因本身实际上就成为一个理想的功能标记．近年来在基因表达调控机理研究方面取得了很大成就， 如时空特 异性顺式调控元件及其远程作用力、反式作用因子及其相互作用、基因协同表达、复合型启动子／增强子、外源 基因的反馈调节以及染色体内重组等一系列重要发现就是得益于转基因模型这一实验系统的．当然， 利用转基因 动物模型进行生物学基础理论研究远不止于此， 还有许多学科如遗传学、生物化学、生理学、发育生物学、胚胎 学、组织学、免疫学、药理学、分类学和生物进化等研究领域的许多方面都可以从中获得重要信息． ４ ． ２人类病理模型 建立人类疾病的转基因动物模型， 对揭示人类疾病的发病过程、阐明发病机理并探索治疗途径具有极其重要 的作用， 特别是对于人类后天免疫缺陷、恶性肿瘤和遗传性疾病更是如此， 近年来已获得了很大进展．如Ｊｅｉｈ ａｎ ｃ ｓ 等人利用显性负突变法使新导入的突变基因抑制或干Ａ内源蛋白的正常功能、获得了表型类似于人类致死型骨发 ＇ 育不全症的转基因小鼠， 后来， 又获得了外貌完全正常但会突然死去的人类神经纤维硬化症转基因小鼠， 从而证明 了该发病机理与病毒插人有关．在人类免疫耐受性研究中， ｎｈｎ Ｈａａａ 等和Ａ ａ 等利用转基因小鼠研究Ｓ ４ Ｔ ｄｍｓ Ｖ ０
基因绵羊、猪、奶牛和山羊生产的生物工程医药产品， 特别是 Ｇｅｐａｍ ｔ ｎｔ ｎｌ ｎｈｒ Ｉ ｅ ａｉ ａ公司利用奶牛生产人 ｎｒ ｏ Ｌ ｃ ｆｒｎ目 ａｔ ｅ ｉ 前已通过动物试验， ｏ ｒ 并即将用于临床治疗．
４ 动物 改 良 ． ４
目 前已有多种转基因动物如线虫、果蝇、海胆、两栖动物、小鼠、鱼类和家养动物等获得成功、其中有些已 用于或拟用于动物某些遗传性状的改良育种， 如加速生长、增强抗性（ 抗冻、抗热、抗病等） 、控制性别、改进品
Ｃｈｎ Ｗｅｚ ｏ ｇ ｉ Ｙｉｇ ｏ Ｑｉｉｇ ｅｇ ｉｈ ｎ Ｌｕ ｎ ｂ Ｙｕ ｘｎ
（ ｐ ｒ ｅ ｔ ｎｔ ｓ Ｓ ｈ ｏｏ Ｌｆ Ｓｉ ｃｓ Ｗｕ ａ Ｕｎ ｅｓ ｙ Ｗｕ ａ ４０７ ） Ｄｅ ａｔ ｎ ｏ Ｇｅｅｃ， ｏ ｌ ｉ ｃ ｎｅ， ｈｎ ｉ ｒ ｔ， ｈ ｎ ０ ２ ｍ ｆ ｉ ｃ ｆ ｅ ｅ ｖ ｉ ３
３ 转基因动物的遗传表现及变异机理 ．
目前， 大多数外源基因在导人受体动物细胞后都能比较‘ 真实’ 地进行表达并产生特定的表型特征， 甚至具有十 分明显的遗传效应， 如生长激素基因转移所获得的超级小鼠和鱼， 许多人体蛋白基因转人山羊、小鼠和奶牛细胞获 得泌乳性药物以及人类遗传病和致毒致癌动物模型的应用等， 其中有些转基因动物亦可将其所携带的外源基因通 过性腺传递给子代．然而， 转基因动物及其有性后代也常常发生较大的遗传嵌合、不定变异和异常分离， 因而也极 大地限制着转基因动物的广泛应用．究其原因， 主要涉及到外源转基因 在转基因动物细胞染色体中的位置效应、
环境、毒素和遗传背景对恶性肿瘤发生的影响， 并鉴别致癌因子和致毒理化因子等， ｎ ａｍ国际公司正是看准 Ｇｅ Ｐ ｒ ｈ 了这一目标， 目前已开始将这一技术产品推向市场．
４ ． ３生物工业制药
利用转基因动物进行生物工业制药已在技术储备上走向完善和成熟．截止目前， 已有许多种人体蛋白在转基 因动物乳腺得到表达并分泌在乳汁中， 如人抗血友病因子 Ｉ Ｘ、组织血纤维溶酶原激活子（ Ａ、人白细胞介素 （ ） ｔ Ｐ
生的小鼠 发现三周后便有Ｈ 产Ｓ 时， Ｂ 的产生， 证明这种经处理的 小鼠Ｄ Ａ甲 Ｎ 基化程度显著降低， 从而说明从头甲
基化确实能使转基因活性降低甚至失活．这种情况在其它转基因动物中也有报道． ３ ． ４调控元件缺失 在目前所研究过的转基因鼠中， 由于外源基因能够从它们的正常位点上切离下来再插人新的染色体位点， 所以 有时会造成 Ｄ ＮＡ片段的部分缺失， 特别是当涉及到远程作用调控序列的缺失时， 就会导致外源基因在转基因动物 中不能被正确调控， 如已进行的远程序列缺失试验表明的那样可以显著地影响到基因在发育过程中的表达．人工 模拟 Ｐｌ ｏｙ Ａ信号缺失试验也证实了转基因动物中外源基因的随机插人当缺失了合适的转录一 终止／多腺昔化信号 时， 该基因不能启动转录、或转录失常、或转录产物无翻译活性， 因而均不能形成正常的表达产物． ３５镶嵌一杂合效应 ． 当外源基因导人受体细胞后， 它们并非全都立即整合在染色体中， 一部分外源基因拷贝在染色体 Ｄ ＮＡ复制和 细胞分裂几次之后， 有的丢失， 有的才整合入染色体， 甚至有的外源基因拷贝在整合前后均可进行末端修饰， 因此 既使从导人过外源基因的受精卵发育成的转基因动物也并非所有细胞都带有外源基因， 因此， 在转基因动物中， 不 同细胞、组织和器官间仍然存在拷贝的有无或拷贝数的多少差异， 从而形成嵌合性转基因动物， 这在转基因鱼中是 比较普遍的．因此， 尽管转基因动物可以将所携带的外源基因通过性腺传递给子代， 其后代不同个体或同一个体的 不同组织也呈现不同程度的嵌合一 杂合性变异．我们在转基因鱼研究中也初步发现， 人胰岛素生长因子（ １ （ ） Ｉ ＧＦ 基 因和生长激素（ＧＨ基因在转基因当代个体和Ｆ 代个体发育过程中的复制与分布也呈一定程度的嵌合性变异． ｈ ） Ｚ
鼠中该基 因的转录就 在不 同时期 和不 同组织 中被激 活．
３ ． ２插入诱变 外源基因或 ＤＮＡ片段随机插人受体细胞基因组， 能够引起该插人位点基因阅读框改变， 包括移码突变和插人 失活等．实验证明， 在一种 Ｍｏｏｅ ｌｎｙ鼠白血病病毒（ Ｍｕ Ｖ转基因鼠中， Ａ序列的变异常常引起基因表达 Ｍ－ Ｌ ） ＤＮ 模式的改变．实际上， 所有转基因动物中外源基因的毒性整合所造成的胚胎死亡、不育、病变、不能抚育后代和 其它干扰遗传性状正常形成等特征的出现， 均与外源基因的插人诱变有关， 其随机插人机理尚不清楚， 作者认为，
抗 原基因 达 结 现 早期 表 ， 果发 ， 表达Ｓ４Ｔ Ｖ０ 抗原的 不 产 抗 耐 ， 现 小鼠 能 生对 原的 受性 表 为小鼠 组 常 但 胰岛 织正 ， 胚
４ ８
遗
传 ＨＥ Ｅ Ｔ Ｓ ｅｉｇ １９ Ｒ ＤＩＡ （ ｉｎ） ５ Ｂｊ ９
１ ７卷
胎晚期表达 Ｓ ４ Ｔ抗原的小鼠则产生对抗原的耐受性， Ｖ ０ 表现为形成自身胰岛 刀 细胞的抗体， 结果胰岛淋巴细胞浸
质和加工性状等， 并取得一定成效．然而， 于大多数转基因 由 动物受遗传镶嵌性和杂合性的 影响， 其有性生殖后代
变异很大， 难以形成可稳定遗传的转基因品系．为此， 一些实验室已开始把转基因技术与常规育种方法结合起来， 通过不同转基因个体间近交获得半纯合后代．事实上， 这种方法也并非那么奏效， 且外源基因在转基因动物中究竟 能遗传多少代还不清楚， 特别是当外源基因的整合位点及拷贝数在转基因动物各后代中改变或丢失时， 几乎就不可 能获得“ 真正’ 的转基因动物品系． 针对这一问题， 我们设计出了一种新的转基因动物模型， 简言之就是先从受体动物细胞中分离出线粒体， 再用 外源基因对这些线粒体进行离体遗传转化， 然后把转基因线粒体导人受体动物受精卵， 那么由此发育而成的转基因 动物就避开了外源基因在染色体上随机插入等问题， 由于这种导入线粒体的外源基因仅表现单一的细胞质遗传， 所