转基因小鼠技术ppt课件
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动物转基因技术 ppt课件
电击穿孔法
将外源基因通过电场作用，导入动物目标组织或器官。由于这种方法能 有效导入外源基因，可在多种组织器官上应用,并且效率较高。活体电穿 孔法的原理很简单,在直流电场作用的瞬间,细胞膜表面产生疏水或亲水的 微小通道105～115μm ,这种通道能维持几毫秒到几秒,然后自行恢复。 在此期间生物大分子如DNA 可通过这种微小的通道进入细胞。 电穿孔的法的特点： 1理论上任何组织和器官都可以作为活体电穿孔的靶器官 2对导入的外源基因片段的大小没有限制 3电穿孔法操作简单快速,电穿孔的时间只有几秒钟,而且DNA片段不需要 特殊的纯化操作 缺点： 首先,外源基因表达持续的时间很短,虽然外源基因导入后最快可在215 小 时有表达,但大多1～2 月后表达量降至很低。外源基因表达的时间主要 由于所构建的表达载体和基因导入的靶细胞组织器官不同而存在巨大差 异。
医学研究
心血管疾病的研究 各种调节心血管功能的因子如转脂蛋白、转纤维蛋白溶酶原等都可通过转基因动物来了解 其生理功能及作用，建立如动脉粥样硬化、突发性高血压、静脉闭塞等转基因动物模型。 肿瘤学研究 肿瘤基因的发现是近10年来肿瘤学研究的重大突破，现已发现乳腺癌基因等100多个肿瘤 基因。实验证明，各种脊椎动物都携带肿瘤基因，在通常情况下并不引起细胞癌变，只有 在某些条件下才能被激活使癌细胞增生而导致癌变。建立带有肿瘤基因的转基因动物可了 解哪些组织对肿瘤基因转化活性敏感、肿瘤形成与其基因的关系、肿瘤基因生长分化影响 等等。 遗传病研究 通常是将功能正常的外源基因导入动物体的靶细胞内，用来弥补缺陷的基因，改变患病细 胞的遗传物质，进行基因治疗。相反的将显性疾病基因或一个、甚至多个外源基因人为地 导入动物体内，就可制备遗传性疾病的转基因动物模型，研究和治疗人类遗传性疾病。 免疫学研究 巴宾耐特(Babinet)发现虽然转基因小鼠产生HBsAg，但在6个月内没有任何病理变化，表 现为一种持续的带病毒状态。这些结果表明：乙型肝炎患者的肝细胞损伤不是由HBV的 HBsAg表达直接引起，而是通过对肝细胞膜上的病毒抗原发生免疫反应造成的。因此，可 以用转基因小鼠模型来研究免疫耐受与肝细胞损伤的关系以探讨发病机制。此外，转基因 小鼠还为研究第l和第Ⅱ类主要组织相容性抗原的功能提供了新手段。
转基因技术.ppt1.ppt1
3、逆转录病毒感染法
将目的基因重组到逆转录病毒载体上，制成高滴度病 毒颗粒，人为感染着床前后的胚胎（也可直接将胚胎 与能释放逆转录病毒的单层培养细胞共同培养以达到 感染目的), 获得转基因动物的方法。
优点： 受精卵携带外源基因的阳性率高 外源基因多单拷贝整合 操作简单，避免注射法对卵子的损害 宿主范围广 可同时感染大量胚胎，感染率及胚胎存活率高
复习题： • 转基因的概念。 • 转基因的方法及其优缺点评价。 • 转基因技术的意义和应用。 • 转基因技术的发展方向。
优点： 外源基因整合情况的可控性高。 可预先在细胞水平检测外源基因的拷贝数、定位、表达的水 平及插入的稳定性。 外源基因导入ES细胞的方法多样，细胞鉴定及筛选方便。
缺点： ES细胞系建立及培养困难 维持ES细胞的未分化及多向分化潜能不易 所得个体为嵌合体
目前，胚胎干细胞介导法在小鼠上应用比较成熟，在大动物上应 用较晚。
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
相继获得转基因鱼、鼠、羊、猪、兔、牛等动物
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
转基因动物的制作方法
受精卵雄原核显微注射法 胚胎干细胞（ES细胞）法 逆转录病毒感染法 体细胞核移植法 精子载体法 YAC法
外源DNA进行预培养之后，使精子有能力携带外 源DNA进入卵子中，使之受精，并使外源DNA整合 到染色体中。
优点： 注射针口径大100倍 能处理兆及亚兆碱基级的基因构建 提高外源基因的整合及表达水平 大型动物合子不透明，原核注射差，单精子注射 可避免
缺点： 实验结果不稳定 重复性差
6 YAC法
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。
转基因动物制药PPT课件
编辑课件
3
• 以下是科学家“制造” 出的最神奇、最古怪 的10种转基因动物。
编辑课件
4
1、荧光鼠
• 2007年末，荧光鼠脑细胞的图片 传遍世界各地，从“福利客”超 市的宣传海报到“自然”杂志的 封面。这些五彩斑斓的脑细胞是 单个的神经元，鲜艳的色彩帮助 科学家将它们区分开来。英国哈 佛大学的杰夫-里奇曼为首的科 研小组在实验鼠的基因组中导入 水母的绿色荧光蛋白基因，使其 在紫色光线的照射下呈现出绿色 荧光。这种绿色荧光基因对小鼠 无害，只起到标记作用。
•
研究者将高度活跃的磷酸烯醇丙酮酸羧激酶
(PEPCK-C)基因注入老鼠胚胎。基因转化的老鼠在运
动时有效利用身体脂肪产生能量，同时避免产生大量
乳酸。乳酸可导致肌肉痉挛，即使耐力最强的运动员
也会发生肌肉痉挛。
•
科学家汉森教授说，超级老鼠主要利用脂肪转化
能量，体内只产生非常微量的乳酸，它们不吃不喝也
能跑4到5个小时。这种老鼠最多能以每分钟20米的速
被疟原虫感染不会杀死普通蚊子，但是会降低其繁殖率。
编辑课件
13
7、超级老鼠
编辑课件
14
• 一种超级老鼠可以不知疲倦地奔跑数小时、寿命更长、 拥有更强繁殖能力、吃得更多而不增加体重……美国 科学家培育出的这种转基因老鼠震撼了世界，引起人 们的遐想：培育超级老鼠的技术手段能否应用于人类，
改善人类的能力？第一只超级老鼠诞生于大约4年前。 如今，科学家已经培育出500只超级老鼠。
编辑课件
12
6. 转基因蚊子
• 伦敦帝国学院的科研小组培育了一种转基因蚊子，其中的雄性具 有荧光睾丸，很容易被识别，然后令其不育。研究者称，可以将 大量这样的转基因蚊子放到野外与普通的雌蚊交配，减少疟蚊的 产卵量，从而慢慢减少疟蚊的数目。这种转基因蚊子没有生育能 力，所以不会将基因遗传给野生蚊子。
转基因动物技术及其研究进展PPT教学课件
6．植物种类： （1）多选用植株低矮、生长整齐、花期集中、 株丛紧密而花色艳丽的种类。
（2）一般还要求便于经常更换及移栽布置。 （3）常选用一、二年生花卉。
7按．植花物坛材料分的类组合分也可分为毛毡花坛和
花丛花坛。
（1）毛毡花坛： 是以不开花的五色草和少量的观叶为主的 小形草花和盆花组成的花坛。
适合于表现花坛平面图案的变化
如：五色苋类、三色堇、雏菊、半支莲等。
（2）花丛花坛：
是以开花时整体的效果为主，表现出不同 花卉的种或品种的群体及相互配合所显示 的绚丽色彩与优美外貌。
宜用花色鲜艳，花朵繁茂，在盛花期几乎 看不到枝叶又能良好覆盖花坛土面的花卉。
如用三色堇、金盏菊、金鱼草、紫罗兰、 福禄考、石竹类、百日草、一串红、万寿 菊、孔雀草、美女樱、菊花类等。
司（美） （英）
司（荷） （美）
国内也已加大研究力度，但与国外 水平差距仍然比较大。
四、转基因猪研究进展
主要集中在下列几个方面： （一）生产性能的改良 （二）提高猪的抗病力 （三）生产非常规畜牧产品 （四）器官移植 （五）转基因猪皮
Hale Waihona Puke 第七章 花卉应用一、露地花卉的应用
花坛 花境 花丛 花群 花台 柱、廊、篱垣及棚架(一些蔓性草花)
3. 精子载体法： 将精子与目的基因共育，在一定条
件下使精子携带外源基因并进行人工 授精，这样可将外源基因导入。此法 简单易行，但可靠性很差，仍有争议。
4. 逆转录病毒感染法： RNA病毒感染宿主细胞后，
反转录成相应的DNA，并整合 到宿主的染色体DNA上，得到
转基因动物。目前只有小鼠与 鸡上有成功的报导。
饲养管理和利用。从乳腺反应器获得 的产品作药用，纯度极高，需要纯化 技术。
（2）一般还要求便于经常更换及移栽布置。 （3）常选用一、二年生花卉。
7按．植花物坛材料分的类组合分也可分为毛毡花坛和
花丛花坛。
（1）毛毡花坛： 是以不开花的五色草和少量的观叶为主的 小形草花和盆花组成的花坛。
适合于表现花坛平面图案的变化
如：五色苋类、三色堇、雏菊、半支莲等。
（2）花丛花坛：
是以开花时整体的效果为主，表现出不同 花卉的种或品种的群体及相互配合所显示 的绚丽色彩与优美外貌。
宜用花色鲜艳，花朵繁茂，在盛花期几乎 看不到枝叶又能良好覆盖花坛土面的花卉。
如用三色堇、金盏菊、金鱼草、紫罗兰、 福禄考、石竹类、百日草、一串红、万寿 菊、孔雀草、美女樱、菊花类等。
司（美） （英）
司（荷） （美）
国内也已加大研究力度，但与国外 水平差距仍然比较大。
四、转基因猪研究进展
主要集中在下列几个方面： （一）生产性能的改良 （二）提高猪的抗病力 （三）生产非常规畜牧产品 （四）器官移植 （五）转基因猪皮
Hale Waihona Puke 第七章 花卉应用一、露地花卉的应用
花坛 花境 花丛 花群 花台 柱、廊、篱垣及棚架(一些蔓性草花)
3. 精子载体法： 将精子与目的基因共育，在一定条
件下使精子携带外源基因并进行人工 授精，这样可将外源基因导入。此法 简单易行，但可靠性很差，仍有争议。
4. 逆转录病毒感染法： RNA病毒感染宿主细胞后，
反转录成相应的DNA，并整合 到宿主的染色体DNA上，得到
转基因动物。目前只有小鼠与 鸡上有成功的报导。
饲养管理和利用。从乳腺反应器获得 的产品作药用，纯度极高，需要纯化 技术。
《动物转基因技术》课件
生物制药与生物反应器
生物制药
利用动物转基因技术，可以生产出具有特定生物活性的蛋白质、酶等生物制品 ，用于治疗、诊断和预防疾病。
生物反应器
动物转基因技术还可以用于构建生物反应器，通过转基因动物的器官或组织作 为生物反应器，生产出大量的生物制品，降低生产成本和提高生产效率。
动物育种与改良
动物育种
利用动物转基因技术，可以对动物的 遗传物质进行改造和优化，培育出具 有优良性状的新品种。例如，转基因 猪、转基因牛等。
动物改良
通过转基因技术，可以改善动物的生 长性能、繁殖性能、抗病性能等性状 ，提高动物的产量和品质，为畜牧业 的发展提供有力支持。
05
动物转基因技术的安全性 问题
转基因动物的安全性评估
01
02
03
转基因动物的安全性评估是确保 转基因技术应用的重要环节，需 要从多个方面进行综合评估，包 括遗传稳定性、生物学特性、生 态影响等方面。
详细描述
转基因猪的实验研究主要通过胚胎移植、体 细胞核移植等技术手段，将外源基因导入猪 的受精卵或胚胎细胞中，从而获得携带外源 基因的转基因猪。这些转基因猪可用于研究 外源基因的表达、功能以及对生长发育、生 产性能等方面的影响。
转基因牛的实验研究
总结词
转基因牛是研究转基因技术的又一重要动物 模型，具有繁殖周期长、生产性能高、经济 价值大等优点，可用于提高牛的抗病能力和 生产性能等方面的研究。
安全性、毒理学等方面的评估。
评估过程中需要关注转基因食品的原料 来源、生产工艺、成分含量等方面的变
化，以及可能对人类健康的影响。
评估结果需经过严格的科学论证和审查 ，确保转基因食品的安全性和可控性。
转基因技术的伦理与法律问题
转基因动植物ppt课件
18
19
20
第二节 构建转基因的农作物
提高农作物质量和产量的有两方法。一是杂交育种， 但不可能将所有的优良性状组合到一种植物中。二 是用杀虫剂和除草剂。长期使用化学药物会导致环 境的破坏。而用转基因的方法能克服以上的问题。 达到增加产量，改进质量并可抗病虫害以及抗干旱、 盐碱等。有两种产生转基因农作物的常用方法： （1）通过根癌农杆菌的Ti质粒转化双子叶植物； （2）用基因抢等装置发出高速粒子轰击单子叶植物 等。
4
一、P因子介导的转化
转座因子含有两个功能区：
（1）转座因子两端的DNA重复序列，此是整合和切 离所需要的；
（2）编码转座酶的DNA序列，此是转座所需要的。
A.Spradling 和G.Rubin根据在其他系统中转座因子 的研究，论述了克隆的P因子序列可用于构建果蝇 的表达载体，诱导克隆的DNA的“终末”转座到果 蝇的生殖细胞中。他们使用的技术是用鉴别转座基 因的标记基因和待测定的实验基因取代克隆P因子 中的转座酶编码序列。
SB是水手转座因子超家族中的一员，长1.6kb, 两侧是 231bp的IR。中央区编码一个转座酶和DNA识别区。它 能够将自己插入到基因或基因之间，活化或关闭一个基 因的正常功能。实验证明，SB能将外源基因插入到脊椎 动物培养细胞中，包括小鼠的胚胎干细胞及人类细胞。
转座因子睡美人的结构特点
15
（三）、PB(piggy back )因子
（1）T-DNA，携带植物激素 基因和章鱼碱基因；
（2）是毒性基因vir
(virulence)区域。
（3）携带接合基因，与细 菌间质粒的转移有关。
（4）编码功能与冠缨碱利 用有关。
26
天然的Ti质粒不能使用。 （1）可产生肿瘤。
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第二节 构建转基因的农作物
提高农作物质量和产量的有两方法。一是杂交育种， 但不可能将所有的优良性状组合到一种植物中。二 是用杀虫剂和除草剂。长期使用化学药物会导致环 境的破坏。而用转基因的方法能克服以上的问题。 达到增加产量，改进质量并可抗病虫害以及抗干旱、 盐碱等。有两种产生转基因农作物的常用方法： （1）通过根癌农杆菌的Ti质粒转化双子叶植物； （2）用基因抢等装置发出高速粒子轰击单子叶植物 等。
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一、P因子介导的转化
转座因子含有两个功能区：
（1）转座因子两端的DNA重复序列，此是整合和切 离所需要的；
（2）编码转座酶的DNA序列，此是转座所需要的。
A.Spradling 和G.Rubin根据在其他系统中转座因子 的研究，论述了克隆的P因子序列可用于构建果蝇 的表达载体，诱导克隆的DNA的“终末”转座到果 蝇的生殖细胞中。他们使用的技术是用鉴别转座基 因的标记基因和待测定的实验基因取代克隆P因子 中的转座酶编码序列。
SB是水手转座因子超家族中的一员，长1.6kb, 两侧是 231bp的IR。中央区编码一个转座酶和DNA识别区。它 能够将自己插入到基因或基因之间，活化或关闭一个基 因的正常功能。实验证明，SB能将外源基因插入到脊椎 动物培养细胞中，包括小鼠的胚胎干细胞及人类细胞。
转座因子睡美人的结构特点
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（三）、PB(piggy back )因子
（1）T-DNA，携带植物激素 基因和章鱼碱基因；
（2）是毒性基因vir
(virulence)区域。
（3）携带接合基因，与细 菌间质粒的转移有关。
（4）编码功能与冠缨碱利 用有关。
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天然的Ti质粒不能使用。 （1）可产生肿瘤。
转基因动物的生产 PPT课件
16
转基因动物所面临的问题
1.技术性问题
（一）转基因动物的效率
目前转基因动物研究领域尚存在制备效率低的问题，转基因小鼠有效率只有4%。 注 射 外 源 基 因 后 的 存 活 率 为 86% ， 移 植 到 母 体 子 宫 后 存 活 率 25% ， 母 鼠 怀 孕 率 为 80%，基因在染色体上的整合率24%。
据不完全统计，制备一只转基因小鼠，需40个注射过的受精卵，而绵羊、山羊、 猪、牛分别为110，90，110个和1,600个，而转基因个体的后代中只有50%表达基 因，不能表达或表达混乱，不能遗传给后代等问题。随着这一技术的成熟，许多问 题有望得到逐步解决。
（二）转基因的整合造成宿主细胞基因的突变 （三）转基因的表达问题
杂交、筛选
嵌合小鼠
纯合转基因小鼠
6
2．逆转录病毒载体技术
原理：据逆转录病毒cDNA能整合到宿主染色体内这一特 性，克隆、构建重组逆转录病毒载体，通过转染，实现 生殖细胞的基因转移。
缺点： 逆转录病毒具有潜在致癌性； 载体构建复杂，容纳外源基因的大小有限（<10Kb)； 嵌合体比例大； 病毒载体序列可能干扰目的基因的表达。
2
转基因技术的概念
转基因技术就是用实验室的 方法将所需的目的基因导入 动物的受精卵，使外源基因 与动物本身的基因整合在一 起，在动物发育过程中表达， 并能稳定遗传给后代的技术。 这种在基因组中稳定地整合 有人工的外源基因的动物称 为转基因动物。
含有荧光水母基因的小猪
3
转基因动物技术
转基因动物技术的核心，是把遗 传的功能单位──基因转移到动 物体内，使它成为动物体内的一 部分。被转移的基因可以来自同 种或异种动物，也可以来自植物 或微生物。这样一来，就打破了 物种之间的界线。
转基因动物所面临的问题
1.技术性问题
（一）转基因动物的效率
目前转基因动物研究领域尚存在制备效率低的问题，转基因小鼠有效率只有4%。 注 射 外 源 基 因 后 的 存 活 率 为 86% ， 移 植 到 母 体 子 宫 后 存 活 率 25% ， 母 鼠 怀 孕 率 为 80%，基因在染色体上的整合率24%。
据不完全统计，制备一只转基因小鼠，需40个注射过的受精卵，而绵羊、山羊、 猪、牛分别为110，90，110个和1,600个，而转基因个体的后代中只有50%表达基 因，不能表达或表达混乱，不能遗传给后代等问题。随着这一技术的成熟，许多问 题有望得到逐步解决。
（二）转基因的整合造成宿主细胞基因的突变 （三）转基因的表达问题
杂交、筛选
嵌合小鼠
纯合转基因小鼠
6
2．逆转录病毒载体技术
原理：据逆转录病毒cDNA能整合到宿主染色体内这一特 性，克隆、构建重组逆转录病毒载体，通过转染，实现 生殖细胞的基因转移。
缺点： 逆转录病毒具有潜在致癌性； 载体构建复杂，容纳外源基因的大小有限（<10Kb)； 嵌合体比例大； 病毒载体序列可能干扰目的基因的表达。
2
转基因技术的概念
转基因技术就是用实验室的 方法将所需的目的基因导入 动物的受精卵，使外源基因 与动物本身的基因整合在一 起，在动物发育过程中表达， 并能稳定遗传给后代的技术。 这种在基因组中稳定地整合 有人工的外源基因的动物称 为转基因动物。
含有荧光水母基因的小猪
3
转基因动物技术
转基因动物技术的核心，是把遗 传的功能单位──基因转移到动 物体内，使它成为动物体内的一 部分。被转移的基因可以来自同 种或异种动物，也可以来自植物 或微生物。这样一来，就打破了 物种之间的界线。
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需要载体，目 因表达水平； 整合在生殖 因的单个拷 的基因的长度 可以使用定 细胞中的比 贝； 可达100Kb 点整合技术 例也很高。
该方法简 单、方便
缺 精密仪器， 供体细胞易 ES细胞株不 插入的基因 应用 有些结果
点 技术操作较难，衰老
易建立，长 有大小限度； 具有 不能重复
易造成宿主动
期培养后出 嵌合性很高； 一定
转基因小鼠技术
---转基因小鼠的构建
李懿萍
2010.05.20
2019/11/29
1
基因打靶的简易程序
2019/11/29
2
胚胎干细胞（ES细胞）法
优点：
外源基因整合情况的可控性高 可预先在细胞水平检测外源基因的拷贝数、定位、
表达的水平及插入的稳定性
外源基因导入ES细胞的方法多样，细胞鉴定及筛
2019/11/29
11
6、YAC法（人工酵母染色体法）
优点：
克隆百万碱基对(Mbp) 级的大片段外源DNA 的能力,可以保 证巨大基因的完整性; 保证所有顺式作用因子的完整并与结构基因的位置关系不变; 保证较长的外源基因片段在转基因动物研究中整合率的提高; 鉴于基因的完整性,目的基因上下游的侧翼序列可以消除或 减弱基因整合的位置效率。 缺点： 不稳定，制备工艺繁琐。
2019/11/29
29
小鼠的历史
10. 1953年 -- DNA双螺旋
Crick，Watson和Wilkins三人因为这项 杰出的成就荣获了1962年的诺贝尔奖。
11. 1966年 -- 遗传密码破译
Robert Holly，Har Gobind Khorana 和 Marshall Nirenberg 破 译了遗传密码---1968年的诺贝尔奖
2019/11/29
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3、逆转录病毒感染法
优点 由于反转录病毒的高效率感染和在宿主细胞DNA中的 高度整合特性, 大大提高基因转移的效率 细菌质粒和噬菌体载体只能将目的基因运载至细菌中 扩增和表达。病毒载体是较理想的真核基因工程载体 缺点 获得纯合体的转基因动物的机会少 病毒载体构建复杂 转入的外源基因的大小受到限制, <10kb 转入病毒自身基因的复制表达
基因表达有时空与组织的特异性； 外源基因的表达受特异性有关顺式作用序列的调控；
2019/11/29
36
基因工程定向育种
向动物体转移外源基因并使之在动物体内表达， 能够克服物种间固有的生殖隔离，实现动物育种 之间遗传物质的交换。
实质是将基因转移与传统育种方法结合，各取其 精华，快速创造新的目的变异和固定扩展变异， 从而快速培育出高产优质和抗逆动物品种。
23. 2002年8月 -- 小鼠基因组物理图谱
24. 2002年12月 -- 小鼠基因组
小鼠基因组测序协会发表了一份高质量的小鼠基因组序列草图， 并且同时对C57BL/6J小鼠株系做了分析。这个基因组大小约为 2.5Gb，比人类基因组要小，预计的基因也少于30000个。约有 40%的小鼠和人类基因组序列相高度似性，80%的人类基因在小 鼠基因组中能找到相应的基因。同时还有不少文章对小鼠遗传组 成的其它方面做了详细讨论。在日本RIKEN 基因组科学实验室 的努力下，很多相关的重要资源都能够被免费获取。
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转基因小鼠技术
---转基因小鼠在科研中的应用
2019/11/29
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小鼠的历史
1. 7500万－1.25亿年前 -- 人鼠始祖
2. 19世纪 -- 宠物鼠---实验鼠的“先驱” 3. 1897年 -- 重组表型
白经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。生物活性
接近天然产品； ⑷在动物乳腺表达的外源基因可以遗传，可用常规技术繁殖
生产群体。
2019/11/29
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转基因动物生物反应器研制
乳腺组织特异表的基因：具milk box保守序列
----乳清蛋白基因
----b乳球蛋白基因
----酪蛋白基因
已开发的产物：
2019/11/29
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4、体细胞核移植法
优点
减少受体动物的数目,不需要用受体母畜来承担那 些非转基因的胚胎,表现了强大的生命力。
事先在细胞中进行基因转移和对阳性细胞进行筛 选,简化了转基因动物生产的许多环节,节约了人力, 具有很大的优越性。
缺点
体细胞克隆技术近年来发展势头十分迅猛,但在基 础理论和实验技术上还需进一步探索。
----血栓治疗药物（组织型纤溶酶原激活因子)
----出血性疾病（凝血因子VIII，IX）
----免疫治疗药物（IFN，IL，TNF）
----营养制剂(人乳铁蛋白）
2019/11/29
40
人类疾病小鼠模型与基因治疗
癌症---肺癌---p53功能缺陷 遗传病---地中海贫血（临床失败---细胞表达？） AD
染色体定位；
可稳定遗传，易于操作。BAC：基因组酶切后100～300kbDNA+BAC大肠杆
菌 2019/11/29
13
基因转移方法的比较
方 显微注射 法
核移植
胚胎干细胞 逆转录病毒 基因 精子介导 敲除
优 外源基因整合 转基因效率 外源DNA的 可在整合点 点 效率较高，不 高；预测基 整合率高； 整合转移基
2019/11/29
26
小鼠的历史
4. 1900年 -- 从宠物鼠到实验鼠
Abbie Lathrop----饲养宠物鼠 1902年，William Ernest Castle购买老鼠，用于遗传 学研究。哈佛大学---老鼠的毛色进行观察，以检测 孟德尔法则的正确性。
5. 1905年 -- 孟德尔老鼠
物基因组的插
现分化现象； 外源DNA 在 局限
入突变
生产的转基 动物各种组 性
因动物都是 织中的分布
嵌合体
不均
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Electroporation
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7. 1916年 -- 肿瘤易受性和组织相容性
Clarence Little 和 Ernest Tyzzer 发现在同一株系小鼠间进行肿瘤移植不 会产生排斥现象，但不同株系间的移植则会发生排斥反应。
Jackson实验室的George Snell在1940年代发现了组织相容性基因---荣 获了1980年的诺贝尔奖
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5、精子载体法
将精子与外源DNA进行预培养之后,使精子有能 力携带外源基因进入卵中,受精后进行胚胎移植, 这样产生的动物也会使外源基因得到表达。
精子携带DNA的途径 外源DNA与精子共孵育 电穿孔导入法 脂质体转染法
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5、精子载体法
优点 基因转化方法简便,效率高 动物育种不经过嵌合体,实验周期短 缺点 目的基因整合的随机性 无法早期验证修饰事件 成功率不高、效果不稳定
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7、BAC法（人工细菌染色体法）
建立在大肠杆菌的F因子上的BAC载体：外源DNA可>300kb。
F因子（F质粒Βιβλιοθήκη 是一种“性质粒”，可转移至F-宿主细胞。 100分析（借助标记loxp和cre
重组酶；
BAC载体两端有Sp6和T7 引物序列利于测序，确定基因的
14. 1982年 -- 转基因小鼠
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小鼠的历史
15. 1983年 -- PCR
Kary Mullis --1993年的诺贝尔奖
16. 1987-89年 -- 第一只基因敲除小鼠
Martin Evans，Oliver Smithies 和 Mario Capecch 领导的几 个研究小组--- 2001获得了Lasker奖
20. 2001年2月 -- 人类基因组
21. 2001年6月 -- 散弹法
美国公司Celera Genomics 使用散弹法测得了 用于销售的小鼠序列草图。散弹法是一种一 次性测得基因组全序列的技术。
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小鼠的历史
22. 2002年5月 -- 16号染色体与已被分析的人类 21号染色体序列高度相似
转基因羊、猪、鸡、鱼、鼠等
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转基因动物生物反应器研制
转基因动物生物反应器概念：
将具某种重要应用价值的生物活性蛋白基因导入 动物受精卵或早期胚胎，培育转基因动物，使外 源基因在动物的特定组织内高效表达，再从这些 组织的分泌液、浸出液或血清中分离提取目的基 因产物。
乳腺---理想器官
选方便 缺点：
ES细胞系建立及培养困难 维持ES细胞的未分化及多向分化潜能不易 所得个体为嵌合体
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3、逆转录病毒感染法
主要是利用反转录病毒的长末端重复序列(LTR)区域 具有转录启动子活性的特点,将外源基因连接到LTR 下游进行基因重组后,再包装成为高滴度病毒颗粒, 去直接感染受精卵或显微注入囊胚腔中,携带外源基 因的反转录病毒DNA可以整合到宿主染色体上。
17. 1996年 -- “百慕大法则”
公共基因组序列数据
18. 1998年 -- 克隆鼠
该方法简 单、方便
缺 精密仪器， 供体细胞易 ES细胞株不 插入的基因 应用 有些结果
点 技术操作较难，衰老
易建立，长 有大小限度； 具有 不能重复
易造成宿主动
期培养后出 嵌合性很高； 一定
转基因小鼠技术
---转基因小鼠的构建
李懿萍
2010.05.20
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基因打靶的简易程序
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胚胎干细胞（ES细胞）法
优点：
外源基因整合情况的可控性高 可预先在细胞水平检测外源基因的拷贝数、定位、
表达的水平及插入的稳定性
外源基因导入ES细胞的方法多样，细胞鉴定及筛
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6、YAC法（人工酵母染色体法）
优点：
克隆百万碱基对(Mbp) 级的大片段外源DNA 的能力,可以保 证巨大基因的完整性; 保证所有顺式作用因子的完整并与结构基因的位置关系不变; 保证较长的外源基因片段在转基因动物研究中整合率的提高; 鉴于基因的完整性,目的基因上下游的侧翼序列可以消除或 减弱基因整合的位置效率。 缺点： 不稳定，制备工艺繁琐。
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小鼠的历史
10. 1953年 -- DNA双螺旋
Crick，Watson和Wilkins三人因为这项 杰出的成就荣获了1962年的诺贝尔奖。
11. 1966年 -- 遗传密码破译
Robert Holly，Har Gobind Khorana 和 Marshall Nirenberg 破 译了遗传密码---1968年的诺贝尔奖
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3、逆转录病毒感染法
优点 由于反转录病毒的高效率感染和在宿主细胞DNA中的 高度整合特性, 大大提高基因转移的效率 细菌质粒和噬菌体载体只能将目的基因运载至细菌中 扩增和表达。病毒载体是较理想的真核基因工程载体 缺点 获得纯合体的转基因动物的机会少 病毒载体构建复杂 转入的外源基因的大小受到限制, <10kb 转入病毒自身基因的复制表达
基因表达有时空与组织的特异性； 外源基因的表达受特异性有关顺式作用序列的调控；
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基因工程定向育种
向动物体转移外源基因并使之在动物体内表达， 能够克服物种间固有的生殖隔离，实现动物育种 之间遗传物质的交换。
实质是将基因转移与传统育种方法结合，各取其 精华，快速创造新的目的变异和固定扩展变异， 从而快速培育出高产优质和抗逆动物品种。
23. 2002年8月 -- 小鼠基因组物理图谱
24. 2002年12月 -- 小鼠基因组
小鼠基因组测序协会发表了一份高质量的小鼠基因组序列草图， 并且同时对C57BL/6J小鼠株系做了分析。这个基因组大小约为 2.5Gb，比人类基因组要小，预计的基因也少于30000个。约有 40%的小鼠和人类基因组序列相高度似性，80%的人类基因在小 鼠基因组中能找到相应的基因。同时还有不少文章对小鼠遗传组 成的其它方面做了详细讨论。在日本RIKEN 基因组科学实验室 的努力下，很多相关的重要资源都能够被免费获取。
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转基因小鼠技术
---转基因小鼠在科研中的应用
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小鼠的历史
1. 7500万－1.25亿年前 -- 人鼠始祖
2. 19世纪 -- 宠物鼠---实验鼠的“先驱” 3. 1897年 -- 重组表型
白经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。生物活性
接近天然产品； ⑷在动物乳腺表达的外源基因可以遗传，可用常规技术繁殖
生产群体。
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转基因动物生物反应器研制
乳腺组织特异表的基因：具milk box保守序列
----乳清蛋白基因
----b乳球蛋白基因
----酪蛋白基因
已开发的产物：
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4、体细胞核移植法
优点
减少受体动物的数目,不需要用受体母畜来承担那 些非转基因的胚胎,表现了强大的生命力。
事先在细胞中进行基因转移和对阳性细胞进行筛 选,简化了转基因动物生产的许多环节,节约了人力, 具有很大的优越性。
缺点
体细胞克隆技术近年来发展势头十分迅猛,但在基 础理论和实验技术上还需进一步探索。
----血栓治疗药物（组织型纤溶酶原激活因子)
----出血性疾病（凝血因子VIII，IX）
----免疫治疗药物（IFN，IL，TNF）
----营养制剂(人乳铁蛋白）
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人类疾病小鼠模型与基因治疗
癌症---肺癌---p53功能缺陷 遗传病---地中海贫血（临床失败---细胞表达？） AD
染色体定位；
可稳定遗传，易于操作。BAC：基因组酶切后100～300kbDNA+BAC大肠杆
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基因转移方法的比较
方 显微注射 法
核移植
胚胎干细胞 逆转录病毒 基因 精子介导 敲除
优 外源基因整合 转基因效率 外源DNA的 可在整合点 点 效率较高，不 高；预测基 整合率高； 整合转移基
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小鼠的历史
4. 1900年 -- 从宠物鼠到实验鼠
Abbie Lathrop----饲养宠物鼠 1902年，William Ernest Castle购买老鼠，用于遗传 学研究。哈佛大学---老鼠的毛色进行观察，以检测 孟德尔法则的正确性。
5. 1905年 -- 孟德尔老鼠
物基因组的插
现分化现象； 外源DNA 在 局限
入突变
生产的转基 动物各种组 性
因动物都是 织中的分布
嵌合体
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Electroporation
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7. 1916年 -- 肿瘤易受性和组织相容性
Clarence Little 和 Ernest Tyzzer 发现在同一株系小鼠间进行肿瘤移植不 会产生排斥现象，但不同株系间的移植则会发生排斥反应。
Jackson实验室的George Snell在1940年代发现了组织相容性基因---荣 获了1980年的诺贝尔奖
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5、精子载体法
将精子与外源DNA进行预培养之后,使精子有能 力携带外源基因进入卵中,受精后进行胚胎移植, 这样产生的动物也会使外源基因得到表达。
精子携带DNA的途径 外源DNA与精子共孵育 电穿孔导入法 脂质体转染法
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5、精子载体法
优点 基因转化方法简便,效率高 动物育种不经过嵌合体,实验周期短 缺点 目的基因整合的随机性 无法早期验证修饰事件 成功率不高、效果不稳定
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7、BAC法（人工细菌染色体法）
建立在大肠杆菌的F因子上的BAC载体：外源DNA可>300kb。
F因子（F质粒Βιβλιοθήκη 是一种“性质粒”，可转移至F-宿主细胞。 100分析（借助标记loxp和cre
重组酶；
BAC载体两端有Sp6和T7 引物序列利于测序，确定基因的
14. 1982年 -- 转基因小鼠
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小鼠的历史
15. 1983年 -- PCR
Kary Mullis --1993年的诺贝尔奖
16. 1987-89年 -- 第一只基因敲除小鼠
Martin Evans，Oliver Smithies 和 Mario Capecch 领导的几 个研究小组--- 2001获得了Lasker奖
20. 2001年2月 -- 人类基因组
21. 2001年6月 -- 散弹法
美国公司Celera Genomics 使用散弹法测得了 用于销售的小鼠序列草图。散弹法是一种一 次性测得基因组全序列的技术。
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小鼠的历史
22. 2002年5月 -- 16号染色体与已被分析的人类 21号染色体序列高度相似
转基因羊、猪、鸡、鱼、鼠等
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转基因动物生物反应器研制
转基因动物生物反应器概念：
将具某种重要应用价值的生物活性蛋白基因导入 动物受精卵或早期胚胎，培育转基因动物，使外 源基因在动物的特定组织内高效表达，再从这些 组织的分泌液、浸出液或血清中分离提取目的基 因产物。
乳腺---理想器官
选方便 缺点：
ES细胞系建立及培养困难 维持ES细胞的未分化及多向分化潜能不易 所得个体为嵌合体
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3、逆转录病毒感染法
主要是利用反转录病毒的长末端重复序列(LTR)区域 具有转录启动子活性的特点,将外源基因连接到LTR 下游进行基因重组后,再包装成为高滴度病毒颗粒, 去直接感染受精卵或显微注入囊胚腔中,携带外源基 因的反转录病毒DNA可以整合到宿主染色体上。
17. 1996年 -- “百慕大法则”
公共基因组序列数据
18. 1998年 -- 克隆鼠