09转基因动物与生物反应器-HXY78页PPT
合集下载
动物细胞培养生物反应器PPT课件
6
结构
• 机械搅拌反应器的基本结构包括：筒体，机械搅 拌系统（搅拌器、挡板、轴封、联轴器及中间轴 承等），通气系统（空气分散装置），温控系统 （换热装置），消泡系统、pH控制系统等，并在 筒体的适当位置设置排气、取样、接种、进出料 口以及入孔和视镜等部件。
精品课件
7
• 反应器的结构
精品课件
8
几何尺寸
H/D=1.7~4 d/D=1/2~1/3 W/D=1/8~1/12 B/D=0.8~1.0 (s/d)2=1.5~2.5 (s/d)3=1~2
精品课件
9
精品课件
10
精品课件
11
1 搅拌器
• 搅拌器的作用是混合和传质，使空气与溶液均 匀接触，使氧溶解于发酵液中。
• 搅拌器有轴向式（桨叶式、螺旋桨式）和径向 式（平直叶式、弯叶式、箭叶式）两种。
精品课件
17
3 轴封
• 轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以 密封，防止泄漏和污染杂菌。
• 常用的轴封有填料函和端面机械轴封两种。
精品课件
18
填料函式轴封
• 填料函式轴封是由填料 箱体，填料底衬套，填 料压盖和压紧螺栓等零 件构成，使旋转轴达到 密封的效果。
精品课件
19
端面式轴封
• 又称机械轴封，可分为单端面机械密封和双端面 机械密封。密封作用是靠弹性元件（弹簧、波纹 管等）的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表 面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。
精品课件
30
1 微生物反应器朝着大型化发展
• 由于微生物可以悬浮培养，对搅拌的剪切力要求 不高，因此，微生物最有条件在大型甚至超大型 反应器内生长。目前，生产抗生素的发酵罐容积 已达到400m3，氨基酸的反应器达到300m3， 单细胞蛋白(SCP)的反应器达到2600m3，用 微生物处理废水的生物反应器甚至高达 27000m3.
9讲第1节-转基因动植物生物反应器
上海交通大学医学遗传研究所： （1）1998年中国首头转基因羊。乳汁中表达人凝 血因子IX蛋白。人凝血因子IX是治疗血友病的药物。 （2）1999年，带有人血清白蛋白基因的转基因试 管牛——“滔滔”降生。
关键技术环节
使用合适的乳汁蛋白基因调控元件，构建合理有 效的乳腺组织特异性表达载体。
目前应用于乳腺特异性表达载体构建的乳蛋白基 因及调控序列的主要有：
四 应用举例
piggyBac载体
小结
转基因动物生物反应器
转基因生物反应器
谢谢
已有几十种药用蛋白质或多肽在植物中得到成功 表达
4.优点
生物活性好：能进行有效的翻译后加工，是能够大规模也是 最经济的生产蛋白质的生产系统。 构建容易：植物细胞易再生植株，生长周期短，易于快速筛 选出转基因阳性植株。不仅比构建动物生物反应器节省时间 ，而且技术更成熟，成功率更高。 成本低：外源基因可以通过种子遗传给下一代，扩大种植大 面积提高产量。 使用安全：表达系统中的非目的成分对动物无害，不存在其 他动物病原体污染的可能，对人畜安全。 免疫效果好：植物细胞中的疫苗抗原通过胃内的酸性环境时 可受到细胞壁的保护，直接到达肠内黏膜诱导部位，刺激黏 膜和全身免疫反应。
乳清酸蛋白(WAP）基因及其调控序列。 酪蛋白(Icasein)基因及其调控序列。 β-乳球蛋白(β-lactoglobulin)基因及其调控序
列。
乳白蛋白(α-lactalbumin )基因及其调控序列。
转基因动物的鉴定
目的基因的鉴定：检查动物体内是否有外源基因 的存在，以判明是否是转基因动物。可用聚合酶 链反应(PCR)、斑点杂交(Dotbloting), Southern 印迹分析等多种方法进行检测。 目的蛋白的鉴定：建立动物乳腺生物反应器的最 终目的是得到有活性的外源蛋白，因此，对目的 蛋白的检测非常重要。检测方法主要有： (1) SDS－聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE) (2) 酶联免疫吸附实验(ELISA) (3) Western印迹分析
转基因生物反应器
反转录病毒感染法：将含目的基因的反转录病毒载体人为感染早期胚胎细胞实现基因转移，产生转基因动物。
01
特点：基因转移效率、感染率、整合率明显高于其他基因转移方法。
02
但不能完全杜绝反转录病毒在转基因动物生产的商品中的污染。
03
卵母细胞显微注射法 基本方法：将带有外源目的基因的反转录病毒通过显微注射技术注入卵母细胞的卵周腔，通过体外受精，胚胎移植获得转基因动物。 优点（ห้องสมุดไป่ตู้62） 适合制备大型转基因动物 对卵的机械损伤小 提高外源基因与核染色体接触的机会 提高外源基因的整合率
01
优良动物的育种：通过转基因可获得生长快速、品质良好、抗病力强、产量高的动物品种。
03
在异种器官移植中，通过转基因技术以期获得人类所需的不被免疫排斥的器官。
05
转基因动物模型与基因治疗
02
在医药领域：通过相应转入目的基因的动物获得所需的药物
04
生物反应器：P263－265 优点：易养殖、通过乳腺和血液制备活性物质简单易行 不足：制备转基因动物成本高 易产生一些伦理问题
曾溢滔院士预测称，目前一种新药从它的研制开发、通过药审、直到上市，约需10~15年。如果利用转基因动物-乳腺生物反应器，新药生产的周期为5年左右。
据悉，曾溢滔院士在1998年研制出转基因羊、1999年研制出转基因牛，这两项成果，震惊了世界，并连续两年获得两院院士评选的十大科技进展。
12.4 转基因植物生物反应器
方法：外源目的基因导入能进行体外培养的动物细胞，再以这些细胞作为核供体，利用克隆动物技术获得转基因动物。
优点（262）
获得转基因动物的效率高
通过鉴别核供体核型预知转基因动物性别
所需动物数量大为减少
转基因动物与生物反应器
历史事件
1973年美国斯坦福大学的Cohen 等人，将 大肠杆菌R6-5质粒DNA（含卡那霉素抗性基因） 和大肠杆菌pSC101质粒DNA（含四环素素抗性 基因）重组后转化大肠杆菌，产生同时表现出 两种抗性的细菌。 1974年 科恩将非洲爪蟾编码核糖体的基因 同pSC101质粒构成重组DNA分子，并导入大肠 杆菌，证实动物基因进入了细菌细胞，并在细 菌细胞中增殖和转录产生相应的mRNA。
步骤： 1.逆转录病毒载体的构建 2.选择和培养包装细胞系 3.重组病毒DNA导入包装细胞 4.收集重组病毒颗粒 5.感染胚细胞，使细胞转化 此法是目前制备转基因鸡最有效和 最成功的方法。
病毒介导的生物学方法
第二节
转基因动物的方法
转基因动物实例一
超级奶牛－普通奶牛的三倍大 （英国）
转基因动物实例二
这种方法是受二价金属离
子能促进细胞吸收外源 当核酸以磷酸钙—DNA共 沉淀物的形式在时，细胞 但转移效率较低，仅有 1%~5%的外源DNA可以
DNA的启发而发展起来的。
摄取DNA的能力显著加强。
进入受体细胞核中，大约
仅有1%的DNA可以在细 胞中稳定表达。 磷酸钙—DNA共沉淀法基因转移技术
将需要转移的外源DNA 或RNA包裹于脂质体内， 由于脂质体具有磷脂双层
显微注射法的基本程序
通过激素疗法使小鼠超数排卵，开始时注射雌性妊娠
血清，48小时后再注射人绒毛膜促进腺激素，这时小鼠
便会超数排卵，一般情况下5-10个，超数排卵为35个；
与雄性小鼠交配，然后杀掉小鼠，从其输卵管内取出
受精卵；
将经纯化的转基因样品迅速注射入受精卵中变大的雄
性原核内 ；
• 将25-40个注射了转基因的受精卵移植入代孕小鼠 体内； • 受精卵发育成胚胎，并繁殖成转基因小鼠子代 ； • 从小鼠子代体内取出DNA样品，进行杂交，鉴定转 基因的整合与否及位点； • 子代小鼠间进行再交配，繁殖，观察转基因是否 遗传及表达。
《转基因动物》课件
转基因动物的产业 化
转基因动物的产业化现状
转基因动物在农业、 医药、环保等领域 的应用广泛
转基因动物产业化 面临技术、伦理、 法规等多重挑战
转基因动物产业化 需要加强技术研发 、伦理审查和法规 监管
转基因动物产业化 前景广阔，但需要 解决一系列问题
转基因动物的产业化前景
市场需求：随着人 们对食品、医药等 领域的需求不断增 长，转基因动物产 业化前景广阔。
伦理问题：公众对转基因动物 的接受程度和伦理争议
法规限制：各国对转基因动物 的法规限制和监管政策
市场风险：转基因动物的市场 接受度和竞争压力
转基因动物的社会 影响
转基因动物对人类健康的影响
转基因动物食品：可能含有新的过敏原，引发过敏反应 转基因动物药物：可能产生新的药物，治疗人类疾病 转基因动物实验：可能用于人类疾病的研究，提高医疗水平 转基因动物环境：可能对生态环境产生影响，影响人类健康
转基因动物的研究 进展
转基因动物的研究历程
转基因动物的研究现状
研究领域：基因编辑、基因表达调 控、基因功能研究等
应用领域：农业、医药、环境等领 域
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
研究进展：基因编辑技术不断成熟， 基因表达调控研究取得重要进展， 基因功能研究逐渐深入
研究挑战：伦理问题、安全性问题、 技术难题等
转基因动物对伦理道德的影响
基因编辑技术：改变动物基因，可能引发伦理道德争议 动物权益：转基因动物是否享有与人类同等的权益 生态平衡：转基因动物可能对生态系统产生影响，引发伦理道德问题 食品安全：转基因动物食品的安全性，可能引发伦理道德争议
转基因动物的未来 展望
转基因动物的技术发展趋势
转基因动物与动物生物反应器ppt课件
5
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。
1982年，Palmiter等运用此法得到的所谓“超 级巨鼠”,曾引起整个生物学界的轰动。
到目前为止，人类已获得转基因鱼、鼠、羊、猪、 兔、牛等等大小动物。
4
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。
35
（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。
2
转基因动物（transgenic animal）的概念
指借助基因工程技术将外源基因导入受体动物染 色体内，外源基因与动物基因整合后，随细胞的 分裂而扩增，在体内表达，并能稳定的遗传给后 代的动物。
即指基因组中整合有外源基因的一类动物。 整入动物基因组的外源基因被称为转基因
(transgene)。
类具有较多的相似性。 因而猪在提供人类移植所用的器官方面成为
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。
1982年，Palmiter等运用此法得到的所谓“超 级巨鼠”,曾引起整个生物学界的轰动。
到目前为止，人类已获得转基因鱼、鼠、羊、猪、 兔、牛等等大小动物。
4
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。
35
（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。
2
转基因动物（transgenic animal）的概念
指借助基因工程技术将外源基因导入受体动物染 色体内，外源基因与动物基因整合后，随细胞的 分裂而扩增，在体内表达，并能稳定的遗传给后 代的动物。
即指基因组中整合有外源基因的一类动物。 整入动物基因组的外源基因被称为转基因
(transgene)。
类具有较多的相似性。 因而猪在提供人类移植所用的器官方面成为
转基因动物与动物生物反应器共62页文档
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子ຫໍສະໝຸດ 转基因动物与动物生物 反应器
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
第9章 转基因动物与生物反应器
利用鸡蛋生产重组药用蛋白。
优点：
鸡输卵管是一个自我封闭的系统，肝脏 合成蛋黄中的蛋白质和脂肪，并由血液 直接输入输卵管，避免大量表达的外源 性蛋白质对鸡健康造成的危害。
产量可观，且成本低廉。
产品的活性接近天然产品
本章结束
在显微镜下准确地插入受体细胞核中，并将 DNA注射进去。
3、裸DNA直接转移法：效率低。
显微操作系统
二、化学方法
1、DEAE-葡聚糖介导法：效率低
(乙二胺乙基葡聚糖)
DNA上的磷酸带负电
DEAE带正电
→ DNA大颗粒→ 细胞胞饮
2、磷酸钙-DNA共沉淀法：效率低(P254)
表面活性剂
3.脂质体介导法(P255)
转基因动物乳腺生物反应器的优越性： 产品质量稳定，活性高； 可持续大量地表达； 成本低，经济效益显著； 无污染； 药物分离纯化工艺简便，可获得纯度
高达99%的产品； 研制开发周期短。
转基因动物乳腺生物反应器存在的问题：
转基因在受体动物基因组中随机整合， 有些存在调节失控、遗传不稳定、表达 率不高等问题
第9章 转基因动物 第9章与生转物基反因应动器物
与生物反应器
9.1 转基因技术
通过人工操作的方式将外源基因整合到 生物体基因组内，使该转基因生物能稳定 地将此基因遗传给后代的实验技术。
细胞转染外源基因分三步：
(1)选择合适的受体细胞; (2)有效的转染方法； (3)转化后的筛选。
细胞转染外源基因的方法：
9.2.1 转基因动物的制备
一、步骤： •外源目的基因的制备； •目的基因有效导入生殖细胞或胚胎干细胞； •选择获得携有目的基因的细胞； •选择合适的体外培养系统和宿主动物； •转基因细胞胚胎发育及鉴定； •筛选所得的转基因动物品系。
优点：
鸡输卵管是一个自我封闭的系统，肝脏 合成蛋黄中的蛋白质和脂肪，并由血液 直接输入输卵管，避免大量表达的外源 性蛋白质对鸡健康造成的危害。
产量可观，且成本低廉。
产品的活性接近天然产品
本章结束
在显微镜下准确地插入受体细胞核中，并将 DNA注射进去。
3、裸DNA直接转移法：效率低。
显微操作系统
二、化学方法
1、DEAE-葡聚糖介导法：效率低
(乙二胺乙基葡聚糖)
DNA上的磷酸带负电
DEAE带正电
→ DNA大颗粒→ 细胞胞饮
2、磷酸钙-DNA共沉淀法：效率低(P254)
表面活性剂
3.脂质体介导法(P255)
转基因动物乳腺生物反应器的优越性： 产品质量稳定，活性高； 可持续大量地表达； 成本低，经济效益显著； 无污染； 药物分离纯化工艺简便，可获得纯度
高达99%的产品； 研制开发周期短。
转基因动物乳腺生物反应器存在的问题：
转基因在受体动物基因组中随机整合， 有些存在调节失控、遗传不稳定、表达 率不高等问题
第9章 转基因动物 第9章与生转物基反因应动器物
与生物反应器
9.1 转基因技术
通过人工操作的方式将外源基因整合到 生物体基因组内，使该转基因生物能稳定 地将此基因遗传给后代的实验技术。
细胞转染外源基因分三步：
(1)选择合适的受体细胞; (2)有效的转染方法； (3)转化后的筛选。
细胞转染外源基因的方法：
9.2.1 转基因动物的制备
一、步骤： •外源目的基因的制备； •目的基因有效导入生殖细胞或胚胎干细胞； •选择获得携有目的基因的细胞； •选择合适的体外培养系统和宿主动物； •转基因细胞胚胎发育及鉴定； •筛选所得的转基因动物品系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
转基因动物技术路线
外源目的基因的制备 外源目的基因有效导入生殖细胞或胚胎干细胞
选择获得携有目的基因的细胞 选择合适的体外培养系统和宿主动物
转基因细胞胚胎发育及鉴定 筛选所得的转基因动物品系
哺乳动物生殖生理
哺乳动物受精和妊娠，整乳动物的制备方法
显微注射法 逆转录病毒载体感染 胚胎干细胞介导法 精子载体介导法 YAC介导的基因转移
1 显微注射法
雄性原核
显
受精卵
微
注
射
显微注射
法
操
作
胚胎移植
流
程
后定检测
显微注射法的优点
a、转移率较高、整合效率达30%； b、外源基因长度可达50Kb； c、方法简单，导入过程直观；
缺点
a、设备昂贵、操作复杂； b、随机整合、首尾相连的多拷贝； c、常造成插入位点附近宿主DNA大片
段缺失、重组等突变，出现动物严重 生理缺陷； d、外源基因能否稳定整合要到子一代 中筛选得到。
1987年美国科学家戈登（Gordon）等 人首次在小鼠的奶中生产出一种医用蛋 白──tPA（组织型纤溶酶原激活物）， 展示了用动物乳腺生产高附加值产品的 可能性。利用动物乳腺生产高价值产品 的方式称为乳腺生物反应器。
微生物反应器 植物反应器 动物反应器
(一) 优点 1可以利用发酵工程 技术大规模生产。 2 胞外活性物质制备 容易。 （二）不足 1哺乳动物或人类的 基因往往不能表达。 有些表达了，却没有 活性，需要进一步修 饰。 2真核生物蛋白质翻 译后加工的精确性有 限。 3需要大型发酵设备 和车间。 4细菌发酵常形成不 溶聚合物，使下游加 工成本增加。
疾病模型
基因转移方法
转导的基因
______________________________________________________
老年性痴呆征
显微注射
β淀粉样蛋白基因
Ⅱ型糖尿病
显微注射
胰岛淀粉样多肽基因
β地中海贫血症
显微注射
人β珠蛋白基因
镰刀形细胞贫血症 显微注射
人α和β珠蛋白基因
唐氏综合症
显微注射
Cu/Zn-SOD酶基因
卡氏肉瘤
反转录病毒转染
HIV tat基因
成骨不全症
显微注射
突变的α1胶原蛋白前体基因
自毁容貌症
ES细胞同源重组 突变HGPRT基因
_____________________________________________
4）生产可移植用的动物器官
我国每年有150万人需要器官移植，但是仅 仅不到1万人能够得到供体。
（一）优点
1可大规模种植，上游
生产成本较低。作为食 物可省去下游加工步骤 。 2转基因植物自交后可 得到稳定遗传的遗传性 状。
3可利用植物组织和细 胞培养技术实现大量 制备。
（二）不足
1植物种植受季节、环 境影响。 2需专门的活性物质分 离设备与技术。
3植物细胞培养需要发 酵罐等设备和技术支持
，成本较高。
4 精子载体法
直接用精子作为外源DNA载体的转移方法。 主要问题：重复性不好
精子与外源DNA结合的机理
精子直接与外源DNA混合培养，外源基因可 以直接进入精子头部，受精后就可发育成转 基因动物。
后来Rottman对此方法进行了改进，将外源 DNA在与精子共孵育之前用脂质体包埋，使 脂质体与DNA相互作用形成脂质体—— DNA复合物。这种复合体比较容易和精子细 胞融合，从而进入细胞内。
（一）优点 1易养殖，实现大规 模制备。 2通过乳腺和血液制 备活性物质简单易行 。 3可以通过动物细胞 培养实现大量制备。
（二）不足 1细胞培养需要昂贵 的培养基和设备。 2转基因动物制备成 本昂贵。 3转基因动物易产生 一些伦理问题。
1. 动物乳腺生物反应器的制备
（1）表达载体的构建 目前用于表达载体的启动子调控元件选用动物乳蛋白基因
与传统育种方法相比较，ES细胞在生产转基 因动物方面表现其独特的优势：
（1）打破了物种的界限，突破了亲缘关系的限制，加 快了动物群体遗传变异程度；
（2）可以进行定向变异和育种，利用同源重组技术对 ES细胞进行遗传操作，通过细胞核移植生产遗传修饰 性动物，有可能创造新的物种；
（3）利用ES细胞技术，可在细胞水平对胚胎进行早期 选择，这样可以提高选择的准确性，缩短育种时间。 近年来的研究表明，利用ES细胞生产转基因动物在动 物生产中发挥着极为重要的作用。
启动子元件，主要有四类乳腺定位表达调控元件：第一类是 B2乳球蛋白(BL G)，第二类是酪蛋白基因调控序列：第三类 是乳清酸蛋白(WAP)基因调控序列；第四类是乳清白蛋白基因 调控序列。
（2）目的基因的选择 选择目的基因的基本要求是，正常情况下浓度低、翻
译后修饰复杂、其它表达体系难以表达或表达量低、应用 前景广阔的蛋白基因。
（3）体外重组 选择好目的基因和启动子调控元件后进行体外重组，构
建融合基因。
（4）基因转导 将构建好的重组基因用基因转导方法转移到受精卵。
（5）胚胎移植 利用胚胎移植技术将制备的转基因受精卵植入待孕母体
子宫内，生产转基因动物，得到转基因乳腺表达个体。通过 采集转基因动物的乳汁,来获得目的基因表达产物。
3 胚胎干细胞法
胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES）是从早期胚胎内细胞团（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胞。
•它是一种含正常二倍体染色体的具有发育全能性的细胞。 •可以在体外进行人工培养，扩增，并能以克隆的形式保存。
胚胎干细胞法建立转基因鼠的实验程序
（6）鉴定 转基因动物乳腺生物反应器可以从分子水平和乳腺分
泌物两个方面进行鉴定。
2. 动物乳腺生物反应器的优点
产品质量稳定 产品成本低 研制开发周期短 无污染 经济效益显著
3. 动物乳腺生物反应器的应用
高乳汁营养价值 生产药用蛋白
• 患有庞普病的婴儿体内一种可促进糖原质代谢的酶有 缺陷。 荷兰研究人员培育出一种转基因兔，兔奶中表 达这种酶，因此饮用这种奶可以治疗这种疾病。
转基因动物的命名
原代转基因动物:founder G0 G1 G2
拟人化命名
1982年,Palmiter生产超级小鼠 世界上第一只转基因动物:转入了生长激
素基因的巨鼠（supermouse）
第一节： 转基因动物的培育
1 目标基因克隆和体外重组 2 外源基因的导入 3 外源DNA整合、转录及表达的分子检测 4 转基因动物品系或品种的建立
2．逆转录病毒载体感染法
原理：当逆转录病毒的 RNA 进入细胞后，逆 转录成DNA ，依靠逆 转录病毒的整合酶及其 末端特异的核苷酸序列， 转录出的DNA可整合 到染色体上，从而将其 所携带的外源基因插入 到染色体上。
逆转录病毒载体
逆转录病毒感染法特点
优点：在各种转基因方法中，逆转录病毒感染法 的转基因效率是最高的，且为单拷贝整合。
第9章 转基因动物与动物生物反应器
1 转基因动物的培育技术 2 转基因动物的应用 3 动物乳腺生物反应器
转基因动物
基因工程技术 胚胎工程技术
转基因动物
转基因动物（transgenic animal）是指借 助基因工程技术将外源基因导入受体动物染 色体内，外源基因与动物基因整合后随细胞 的分裂而扩增，在体内表达并能稳定地遗传 给后代的动物。
缺点：逆转录病毒载体在设计时虽然缺失了病毒 的复制功能序列，但是复制大量载体DNA所需的辅助 病毒基因组内有可能与目的基因一起整合到同一细 胞核中，就可能大量复制病毒，造成严重的污染， 故不安全。此外，逆转录病毒载体容量有限，只能 转移小片段DNA（≦10kb），而且逆转录病毒长末端 重复的甲基化状态常使转基因的表达缺失。
打靶载体的构建 打靶载体导入ES细胞：重组置换 基因敲除ES细胞注射入胚泡 胚泡植入假孕小鼠的子宫中 嵌合体的杂交育种
基 因 打 靶 流 程
应用举例：肌肉生长抑制素基因 Myostatin基因敲除
Myostatin基因是一种特异性骨骼肌生长发 育的抑制因子。该基因与动物骨骼肌总量的 调节有关，其序列在进化过程中高度保守， 所有哺乳动物和鸟类均有很高的同源性。 Myostatin基因在功能上也是非常保守的， 其功能的缺失会造成可导致肌肉异常肥大。
胚胎干细胞介导的基因打靶技术
首先获得ES细胞系，利用同源重组技术获 得带有研究者预先设计突变的中靶ES细胞。 通过显微注射将经过遗传修饰的ES细胞引 入受体胚胎内。经过遗传修饰的ES细胞仍 然保持分化的全能性，可以发育为嵌合体 动物的生殖细胞，使得经过修饰的遗传信 息经生殖系遗传。
基因敲除的基本程序
（1）动物品种改良
抗病育种 生长性状
（2）生物制药(乳腺生物反应器)
如荷兰的GenPharm公 司用转基因牛生产乳铁 蛋白，预计每年从牛奶 生产出来营养奶粉的销 售额是50亿美元。
（3）建立人类疾病的动物模型
已建立的部分人类疾病的转基因动物模型
_____________________________________________
（6）基因打靶
基因打靶(Gene targeting)是一种在胚胎干细 胞(ES)技术和同源重组技术的基础之上,定向改 变生物活体遗传信息的实验手段。
基因整合三种方式：
基因随机插入
基因敲除 基因替换
基因打靶
基因打靶的研究意义
基因功能研究 人类疾病动物模型的研制 经济动物遗传物质的改良
比利时蓝牛肌肉增加表型
皮埃蒙特牛肌肉增加表型
Myostatin基因敲除“超级鼠”
美培育转基因鳟鱼：腹肌有6块,肉多15%