转基因动物三个条件
转基因动物(Transgenic animals )
染色体较短，基因种类丰富，最活跃致病染色体（基 因密度在17、19、22号染色体上最高）。
其基因变异与免疫反应、精神分裂、心脏病、弱 智、白血病以及多种癌症相关。人体全部遗传密码图 谱绘制完毕，大量关于人类生长、发育、衰老、遗传 病变秘密随之揭开。
今后100年—200年生命科学奠定基础。随着对人 体致病基因展开全面搜索——了解各种基因功能及基 因之间相互作用。
Transgenic animals （转基因动物）
Clone animals (克隆动物)
博、硕士研究生
本次课所掌握内容
• 基因病的分类 • 基因在医学领域的用途 • 反求生物学 • 转基因动物及实施细则 • 转基因动物的应用 • 克隆动物的概念和技术过程
日本科学家培了一种新的基因改老鼠，它们不具备 感知危险气味的能力，对其“死对手”猫一点都不 觉得害怕，相反还大胆地在猫身上爬来爬去，甚至 依偎在猫身边。此研究发表《自然》杂志上。
这种鼠通过基因改造，失去其鼻腔特殊感受器， 是专门嗅知食物或捕食者气味的器官。科学家此做 是为更加了解嗅觉的机理。老鼠可以通过其它嗅觉 细胞来探知气味，可惜没有关键路线来触发大脑产 生恐惧感，当“死对手”猫或酸性化学物或其它凶 险化合物在场时，它们也不感到害怕。
为证实这一点，科学家将这种鼠放在猫身上，只见 它又闻又吻，还与猫玩耍起来。为进一步探测这些 老鼠对危险的感知能力，研究人员还将老鼠放在一 个能产生疼痛感的旋转平台上，还放些捕食动物如 雪豹和狐狸的尿液让它们闻，看老鼠是否害怕。结 果发现，这些老鼠开始小心翼翼，之后很好奇，没 有一点害怕的表现。
转基因动物
转基因动物还将是人类最好的"器官库"， 提供从皮肤、角膜，到心、肝、肾等几 乎所有的"零件"。让器官移植专家有充分 施展才华的用武之地，让体内部分"零部 件"出了故障的病人重获生的希望。
克隆动物的操作过程中，完全可以同时 进行转基因操作。在体细胞去核并与去 核的卵细胞结合之前，将有关的人类基 因注入，这样，培育的"转基因克隆羊"， 就会产生出人类蛋白质。
所谓转基因动物，是用实验方法，把外 源基因导入到动物体内，这种外源基因 与动物本身的染色体整合，这时外源基 因就能随细胞的分裂而增殖，在体内得 到表达，并能传给后代。
世界上第一只转基因动物巨鼠，是将大 白鼠生长激素导入小白鼠的受精卵中， 再将这个受精卵移入借腹怀胎的母鼠子 宫中，产下的小白鼠比一般的大一倍。 这只在遗传学上具有重大意义的转基因 动物的研究培育成功，展现出诱人的光 明前景。
第一头克隆羊"多利"引起的轰动，在于它 的理论价值，它突破了有性生殖的框架， 证明高等动物也可以由无性生殖来繁衍。 我国转基因羊研究新突破，在于它的经 济价值，因为它可以让人类丰衣足食、 健康长寿的美梦成真。
那转基因羊的后代是不是转基因羊呢?转 基因羊与普通羊交配，即有性繁殖，后 代中的一半是转基因羊；但若用克隆--无 性繁殖的方法，那所有的后代都是转基 因羊。
1997年2月，第一头无性繁殖的克隆羊" 多利"现世，标志着克隆哺乳动物的成功， 更有利于转基因动物的培育和利用。 在分子水平或者基因水平的基础上，用 人工的手段去改造生物遗传性状的基因 工程，出现在20世纪70年代。
基因工程应用技术之一的基因重组，可 用于对不同生物遗传物质的体外人工剪 切、组合、拼接，使遗传物质重新组合， 然后，通过载体，如微生物、病毒等转 入微生物或细胞内，进行"无性繁殖"，并 使所需基因在细胞内表达出来，产生人 类所需的物质或创造新的物种。
《农业转基因生物安全评价管理办法》附录修改前后条文对照表
1.3试验地点和规模：不超过两个省，每省不超过3个点，试验总面积不超过4亩(多年生植物视具体情况而定)。试验地点应明确试验所在的省（市、自治区）、县（市）、乡、村。
2.2试验转基因微生物菌株数量：一份申报书中菌株应当是由同一受体菌株、相同的目的基因、相同的基因操作所获得的，而且每个转基因菌株都应有明确的名称或编号，并与中间试验的相对应。
2.3试验地点和规模：不超过2个省，每省不超过5个点，总面积为4～30亩。试验地点应当明确试验所在的省（市、自治区）、县（市）、乡、村。
3.3试验地点和规模：应在批准过环境释放的省（市、自治区）进行，不超过2个省，每省不超过2个点。总规模（上限）为大动物（马、牛）1000头；中小动物（猪、羊等）10000头（只）；禽类（鸡、鸭等）20000羽（只）；鱼10万～30万尾等。试验地点应当明确试验所在的省（市、自治区）、县（市）、乡、村。
1.3试验地点和规模：应在法人单位的试验基地进行，每个试验点面积不超过4亩(多年生植物视具体情况而定)。试验地点应明确试验所在的省（市、自治区）、县（市）、乡、村和坐标。
1.5.6中间试验的操作规程（包括转基因植物的贮存、转移、销毁、收获、采后期监控、意外释放的处理措施以及试验点的管理等）。
2.2试验转基因植物材料数量：一份申报书中不超过转化体5个。这些转化体应当是由同一品种或品系的受体植物、相同的目的基因、相同的基因操作方法所获得的，每个转化体都应有明确的名称或编号，并与中间试验阶段的相对应。
4.2一份申报书只能申请转基因植物一个品系（或品种），其名称应与前期试验阶段的名称或编号相对应。
第六章++转基因动物
精子吸附外源的DNA 方法
与精子共育法：用含BSA的PBS对精液进行稀释，与外源 DNA溶液混合温育20－40分钟； 电穿孔导入法：短时电脉冲引起细胞膜瞬时产生微孔， 使外源DNA进入细胞内； 脂质体转染法 体外受精法：超排处理的卵子与吸附了DNA的精子共温育； 胞质内显微注射法：先将精子与外源DNA共孵育，然后将 精子头部显微注射到处于减数分裂II期的卵母细胞质中。 脂质体转染法
在显微镜下确认和选择受精卵。
4、显微注射
将受精卵置于培养皿或玻片的液滴内，用吸持针吸住受精卵； 将外源基因注入受精卵的雄原核内。
首只转基因 猴安迪和制 备它的卵母 细胞
转基 因果 蝇的 制作
5、受精卵的移植
将假孕小鼠麻醉，在腹部下方与最后一根肋骨平行的地方 开一个小口，在输卵管壶口处用微吸管将注射过的受精卵 移入，缝合伤口。按常规饲养，20天前后，后代幼鼠将产 出。
三. 胚胎干细胞法
胚胎干细胞（embryonic stem cell, ES细胞）是 指从哺乳动物囊胚期内的细胞团中分离出来的尚未 分化的胚胎细胞，这种细胞具有发育的潜能性，能 够分化出各种组织。
（1）利用ES细胞制备转基因小鼠
从受精后3.5天的雌鼠子宫中取出胚胎，在胚胎培养基中 培养直至囊胚期，脱去透明带。 鼠胚贴壁生长4－6天后，ICM增殖为一团圆柱形的细胞， 即内细胞团ICM。 在体视镜下离散ICM，分别培养在培养板中，筛选ES细胞 克隆，特征是细胞小，核大，胞质少，核内有一个或多 个凸出的深色核仁结构，细胞紧靠，很难辨认单个细胞。
胚胎干细胞介导转基因动物的产生
体外直接将外源基因导入ES细胞 体外培养筛选 再注入到受体囊胚腔中，与其中的囊胚细胞聚集在一起， 成为受体胚胎的一部分，参与其分化 成为嵌合体 再通过杂交成为纯合体
转基因动物技术
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
缺点：
潜在的致癌性 载体构建较复杂 容纳大小有限 整合率不高 重组逆转录病毒不稳定，可能干扰外 源基因的表达 胚胎的自我保护机制对其有抗性
方式 显微注射法
ES细胞是早期胚胎的内细胞团经过 体外培养建立起来的多潜能细胞系。
将携带有外源基因的ES细胞注入到 动物的早期胚胎内，可产生嵌合体及转 基因动物。
它本身是二倍体，能在体外培养， 具有高度的全能性，可以形成包括生殖 细胞在内的所有组织，并且在不同的培 养条件下表现出不同的功能状态。
在ES细胞上的基因操作：
许多转基因的表达水平受到宿主染 色体上整合位点的影响，往往出现异位 表达，影响转基因的表达能力，从而使 大部分转基因表达水平较低,极少部分表 达水平过高。
转基因动物技术在生物医学研究中的应用
1 在肿瘤学研究中的应用 1.1肿瘤转基因动物模型 1.2癌基因的研究 1.3肿瘤病因、发病机理研究 2 在免疫学中的研究应用 2.1免疫机制研究 2.2免疫相关疾病的研究 2.3异种移植中转基因动物技术的应用
Screening Strategies
Southerns, Induction/Loss of Restriction
sites, PCR RT-PCR 测定表达产物活性:ELISA,RIA
其成功率的高低主要取决于受精 卵和胚胎发育的时间。
基因的整合是随机的，多数插入 单一染色体位点中。外源基因的插入 会引起宿主基因的DNA序列重排，缺失， 重复或易位。
Retrieval of Blastocysts
转基因动物
第十六章转基因动物第一节概述第二节雄原核注射转基因动物 第三节完全基因剔除转基因动物 第四节条件基因剔除转基因动物 第五节ENU诱导点突变动物第六节转基因动物的饲养管理第一节概述Transgenic animal : 是通过实验手段将新的遗传物质导入动物胚胎细胞中物胚胎细胞中，，并能稳定遗传并能稳定遗传，，由此获得的动物称为转基因动物因动物。
基本原理:将改建后的目的基因或基因组片段用显微注射等方法注入实验动物的受精卵或着床前胚胎细胞，然后将此受精卵或着床前胚胎细胞再植入受体动物的输卵管或子宫中，使其发育成携带有外源基因的转基因动物一、基因整合与表达1.随机整合无法控制基因插入预先选定的位置无法控制基因插入预先选定的位置，，只能接受整合到哪里就算哪里的结果受整合到哪里就算哪里的结果。
即使外源DNA 含有与某一条染色体广泛同源的序列的序列，，大多数整合仍然是随机的大多数整合仍然是随机的，，只有少数是通过同源交换而实现重组是通过同源交换而实现重组。
(1)外源DNA整合的构型特点(2) 外源DNA整合到染色体上的机制。
整合常发生在匹配较差的序列之间的不正常交换。
①整合常发生在匹配较差的序列之间的不正常交换②在外源DNA及其染色体上的插入位点之间的结合部，常常包含一段短的DNA序列(所谓填充序列)，它明显地既不来自外源DNA，也不来自染色体。
也不来自染色体。
③外源DNA整合到染色体上的机制尚不能用某一种机理来解释(3) 外源DNA 整合时间和转基因嵌合体产生①转基因嵌合体动物是由转基因的和非转基因的两种细胞所组成(少数情况下少数情况下，，由两种或两种以上不同类型的转基因细胞组成)。
②转基因嵌合体的产生是由于基因整合时染色体已复制转基因嵌合体的产生是由于基因整合时染色体已复制，，或者已整合的基因从一个子染色体上丢失者已整合的基因从一个子染色体上丢失。
③一般认为外源DNA 常常在刚刚完成复制或正在进行复制的染色体区段整合染色体区段整合。
转基因技术动植物转基因方法
转基因技术动植物转基因方法转基因技术是一种现代生物技术，通过对生物体的基因进行修饰和重组，从而实现特定的性状改良或新性状的引入。
在动植物领域，有多种转基因方法被广泛应用，以下将为您详细介绍。
一、动物转基因方法1、显微注射法这是动物转基因技术中最常用的方法之一。
其基本原理是在显微镜下，将经过处理的外源基因直接注射到受精卵的雄原核中。
因为雄原核较大，更容易容纳和整合外源基因。
注射后的受精卵经过培养和筛选，然后移植到代孕母体的子宫内，最终发育成转基因动物。
这种方法的优点是操作相对直接，成功率较高；但缺点是技术难度大，对设备和操作人员的要求较高，且可能会对受精卵造成一定的损伤。
2、病毒载体法利用病毒作为载体将外源基因导入动物细胞。
经过改造的病毒失去了致病性，但仍能携带外源基因并将其整合到宿主细胞的基因组中。
常用的病毒载体包括逆转录病毒、腺病毒等。
此方法的优势在于转染效率较高，能够感染多种类型的细胞；然而，病毒载体的容量有限，可能引起免疫反应，且存在潜在的生物安全风险。
3、胚胎干细胞介导法首先从早期胚胎中分离出胚胎干细胞，然后通过基因工程技术将外源基因导入胚胎干细胞。
经过筛选和鉴定，含有外源基因的胚胎干细胞被重新注入到囊胚腔中，与囊胚细胞融合，形成嵌合体胚胎。
最后将嵌合体胚胎移植到代孕母体子宫内发育。
这种方法可以实现精确的基因修饰，但胚胎干细胞的培养和操作难度较大。
4、体细胞核移植法先将供体细胞进行基因修饰，使其携带外源基因，然后将供体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，构建重组胚胎，再将重组胚胎移植到代孕母体中发育。
这种方法的优点是可以获得大量遗传背景相同的转基因动物，但技术流程复杂，成功率相对较低。
二、植物转基因方法1、农杆菌介导转化法农杆菌是一种天然的植物基因转化载体。
当植物受伤时，农杆菌会感染植物，并将其携带的一段 DNA（称为 TDNA）转移并整合到植物基因组中。
在转基因操作中，将含有目的基因的 TDNA 载体导入农杆菌，然后用农杆菌感染植物细胞，从而实现目的基因的转化。
转基因动物的制备原理,应用领域及存在的问题
1、转基因动物的制备原理，应用领域及存在的问题制备原理：是将改建后的目的基因用显微注射等方法注入实验动物的生殖细胞(或者床前胚胎细胞),然后将此受精卵(或者床前胚胎细胞)再植入受体动物的输卵管(或子宫)中,使其发育成携有外源基因的转基因动物。
应用领域：1、生产药用如：蛋白国际上首批转基因动物乳腺表达产品是抗凝血酶，葡萄糖苷酶以及第八凝血因子（1H）等。
我国科学家把乙肝病毒表面抗原基因注入家兔的受精卵中，获得了表达。
将能够控制产卵率的促卵素（+99B99@D）基因导入动物体内，有可能培育出具有高产卵率特性的转基因家畜。
2、动物抗病育种利用转基因技术有可能在较短时间内培育出常规方法不能或需长期培育才能育成的品种或种群。
如R9A786DBE等（(55S）将人的补体抑制因子——衰退加速因子，转移至猪胚中，有PQ头转基因猪表达。
3、改良动物生产性能Pursel等曾把牛的生长激素基因转入猪，其生长速度提高11%~14%；美国科学家培育的转基因鲁鱼可增产20%~40%4、作为人类器官移植的供体猪在解剖、组织及生理等方面与人类最为相近，其器官与人的器官大小相仿，并且容易饲养。
Ro sengard(1995)将人的补体抑制因子——衰退加速因子(hDA F)转移至猪胚中，有27头转基因猪表达hDA F。
存在的问题：转基因动物技术存在的主要问题是转基因动物成活率低，外源基因在宿主细胞组中的整合率很低，且外源基因的整合位点不可控制，已整合的外源基因很容易从宿主基因中消失，遗传给后代的概率也较低，外源基因有时不能表达或表达混乱，得不到预期的表型效应，且容易引起动物异常。
另外，转基因动物产品安全性问题及法规制定尚处于探索阶段。
2、《实验动物学与动物实验技术》在生物医学研究领域的地位与发展前景。
地位：1、实验动物学与动物实验技术是生物医学研究的重要基础实验动物和动物实验是医学研究的重要基础和手段。
在生物医学研究领域内，目前公认“AEIR”是进行生物医学突验研究所必需的四个基本条件。
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转基因动物三个条件
一、简介
转基因技术是一种通过改变生物体的基因来获得特定性状的技术。
在转基因技术的应用中，转基因动物是指通过基因工程技术获得了外源基因的动物。
转基因动物的出现在许多领域都有重要的意义，如医学研究和人类疾病治疗。
然而，为了确保转基因动物的安全性和可行性，有三个重要条件必须满足。
二、胚胎干细胞的获取
要获得转基因动物，首先需要获取胚胎干细胞。
胚胎干细胞是一类具有自我复制和分化能力的细胞，可以分化为不同类型的细胞，包括神经细胞、心脏细胞等。
通过基因工程技术，外源基因可以被导入到胚胎干细胞中，进而传递给整个生物体。
因此，胚胎干细胞的获取是获得转基因动物的第一个条件。
三、外源基因导入的有效性
为了实现转基因动物的培育，外源基因的导入必须是有效的。
外源基因可以通过多种途径导入胚胎干细胞，其中最常用的方法是利用催化剂介导的转染技术。
通过这种技术，外源基因可以被转染到胚胎干细胞中，并经过筛选和鉴定，确保其有效导入。
无效的导入往往会导致转基因动物的失败，因此外源基因导入的有效性是获得转基因动物的第二个条件。
四、转基因动物的安全性评估
转基因动物的安全性评估是确保其可行性和合法性的关键一步。
安
全性评估涉及对转基因动物在多个方面的评估，包括基因导入对动物
生理功能的影响、对环境的潜在影响以及对人体健康的潜在风险。
这
些评估需要进行长期的监测和研究，以确保转基因动物不会对生态环
境和人类健康造成任何危害。
通过安全性评估，可以为转基因动物的
应用提供充分的科学依据，确保其安全性和可行性。
五、结论
在转基因动物的培育过程中，必须满足三个关键条件，包括胚胎干
细胞的获取、外源基因导入的有效性以及转基因动物的安全性评估。
这些条件的满足保证了转基因动物的科学性和可行性，为转基因技术
的应用提供了坚实的基础。
然而，我们在推进转基因动物领域的研究
和应用时仍需谨慎，并不断加强安全性评估，以确保转基因动物的安
全性和可持续发展。
只有在确保安全性的前提下，转基因动物才能为
人类和生物科学的发展做出更大的贡献。
通过以上的讨论，我们可以看到，要获得转基因动物，有三个重要
条件必须满足，分别是胚胎干细胞的获取、外源基因导入的有效性和
转基因动物的安全性评估。
这些条件的满足既保证了转基因动物的科
学性和可行性，又确保了其不会对环境和人体健康造成任何潜在危害。
我们应该在谨慎推进转基因动物研究和应用的同时，加强安全性评估
和监测，以确保转基因技术的科学发展和可持续应用。
只有在这样的
前提下，转基因动物才能更好地为人类和生物科学的发展做出贡献。