轉(zhuǎn)基因動(dòng)物
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中文名稱： 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物
英文名稱： Transgenic Animals
曾 用 名：
學(xué)科分類： 遺傳學(xué)
注 釋： 一種生物（通常是老鼠），將外來(lái)基因轉(zhuǎn)入其體內(nèi)成為其基因組的一部分。引入的基因先被分離出來(lái)并設(shè)計(jì)使其攜帶適當(dāng)片段。然后將這段基因注入受精卵，方法如下：對(duì)一只雌老鼠注射激素使其產(chǎn)生大量卵；讓一只雄老鼠與其交配使部分卵受精；將這些卵收集起來(lái)，在其卵裂前注入外來(lái)基因物質(zhì)。這些卵被移植入另一個(gè)雌性體內(nèi)，在那里它們發(fā)育成型。在某些卵里基因物質(zhì)在隨意位點(diǎn)與染色體整合而成為老鼠細(xì)胞的遺傳物質(zhì)。由這種卵發(fā)育成的動(dòng)物將攜帶該基因從而成為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物對(duì)于描述新發(fā)現(xiàn)基因的功能和在大動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生有益蛋白質(zhì)十分有用
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指以實(shí)驗(yàn)方法導(dǎo)入外源基因，在染色體組內(nèi)穩(wěn)定整合并能遺傳給后代的一類動(dòng)物。1981年，第一次成功地將外源基因?qū)雱?dòng)物胚胎，創(chuàng)立了轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)。1982年獲得轉(zhuǎn)基因小鼠。轉(zhuǎn)入大鼠的生長(zhǎng)激素基因，使小鼠體重為正常個(gè)體的二倍，因而被稱為“超級(jí)小鼠”。此后相繼培育成功了轉(zhuǎn)基因兔、綿羊、豬、魚、昆蟲、牛、雞、山羊、大鼠等轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。
由于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物體系打破了自然繁殖中的種間隔離，使基因能在種系關(guān)系很遠(yuǎn)的機(jī)體間流動(dòng)，它將對(duì)整個(gè)生命科學(xué)產(chǎn)生全局性影響。因此，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)在1991年第一次國(guó)際基因定位會(huì)議上被公認(rèn)是遺傳學(xué)中繼連鎖分析、體細(xì)胞遺傳和基因克隆之后的第四代技術(shù)，被列為生物學(xué)發(fā)展史上126年中第14個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
自1982年轉(zhuǎn)基因鼠問(wèn)世以來(lái)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究在許多領(lǐng)域都取得了令人矚目的成就。一般來(lái)講，根據(jù)不同的目的，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物操作可以簡(jiǎn)單地劃分為四種類型：（l）疾病型轉(zhuǎn)基因動(dòng)物；（2）利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物制藥；（3）動(dòng)物改良型；（4）基礎(chǔ)生物學(xué)研究。
應(yīng)用前景
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景：
1、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是對(duì)多種生命現(xiàn)象本質(zhì)深入了解的工具，如研究基因結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的相互關(guān)系，胚胎發(fā)育調(diào)控以及腫瘤等；
2、可以用來(lái)建立多種疾病的動(dòng)物模型，進(jìn)而研究這些疾病的發(fā)病機(jī)理及治療方法；
3、由于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)可以改造動(dòng)物的基因組，使家畜、家禽的經(jīng)濟(jì)性狀改良更加有效，如使生長(zhǎng)速度加快、瘦肉率提高，肉質(zhì)改善，飼料利用率提高，抗病力增強(qiáng)等。對(duì)于動(dòng)物遺傳資源保護(hù)的意義更加深遠(yuǎn)，對(duì)挽救瀕危物種是必不可少的；
4、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物可作為醫(yī)用或食用蛋白的生物反應(yīng)器。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物
1997年2月，第一頭無(wú)性繁殖的克隆羊"多利"現(xiàn)世，標(biāo)志著克隆哺乳動(dòng)物的成功，更有利于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育和利用。
在分子水平或者基因水平的基礎(chǔ)上，用人工的手段去改造生物遺傳性狀的基因工程，出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代。基因工程應(yīng)用技術(shù)之一的基因重組，可用于對(duì)不同生物遺傳物質(zhì)的體外人工剪切、組合、拼接，使遺傳物質(zhì)重新組合，然后，通過(guò)載體，如微生物、病毒等轉(zhuǎn)入微生物或細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)行"無(wú)性繁殖"，并使所需基因在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出來(lái)，產(chǎn)生人類所需的物質(zhì)或創(chuàng)造新的物種。近年來(lái)，國(guó)外已出現(xiàn)了一些"基因作物"，如抗腐爛西紅柿、抗除草劑棉花、抗病毒黃瓜和馬鈴薯，以及抗蟲玉米等。目前，利用基因重組技術(shù)能分離出來(lái)的目標(biāo)基因已近百種，在農(nóng)作物上實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基因表達(dá)的也已有10多種。
所謂轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，是用實(shí)驗(yàn)方法，把外源基因?qū)氲絼?dòng)物體內(nèi)，這種外源基因與動(dòng)物本身的染色體整合，這時(shí)外源基因就能隨細(xì)胞的分裂而增殖，在體內(nèi)得到表達(dá)，并能傳給后代。世界上第一只轉(zhuǎn)基因動(dòng)物巨鼠，是將大白鼠生長(zhǎng)激素導(dǎo)入小白鼠的受精卵中，再將這個(gè)受精卵移入借腹懷胎的母鼠子宮中，產(chǎn)下的小白鼠比一般的大一倍。這只在遺傳學(xué)上具有重大意義的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究培育成功，展現(xiàn)出誘人的光明前景。
將外源基因?qū)爰倚螅苁辜倚蟪祟愊Ｍ哪繕?biāo)靠攏，如肉質(zhì)改善、飼料增效、個(gè)體增大、體重增加、奶量提高、脂肪減少等。例如將長(zhǎng)瘦肉的基因?qū)胴i細(xì)胞中，豬就成為瘦肉型；將促乳汁分泌的基因?qū)肱！⒀蚣?xì)胞中，這些轉(zhuǎn)基因牛、羊乳汁猛增；還有科學(xué)家將貂的長(zhǎng)皮毛基因?qū)胙蚣?xì)胞中，培育出長(zhǎng)出類似貂毛毛皮的羊。這些羊易養(yǎng)，繁殖快，且"羊貂皮"面積數(shù)倍于貂皮，將使"貂皮"時(shí)裝進(jìn)入尋常百姓家。
用基因轉(zhuǎn)移技術(shù)，增強(qiáng)動(dòng)物抗病力的研究，也很鼓舞人心。導(dǎo)入抗病或抗寄生蟲的外源基因，牛便不怕"瘋牛病"，豬便不怕瘟……從而使畜牧業(yè)"旱澇保收"，成為"黃金"產(chǎn)業(yè)。
你聽說(shuō)過(guò)6000美元1磅的羊奶嗎?聽說(shuō)過(guò)身價(jià)30萬(wàn)美元的羊嗎?聽說(shuō)過(guò)每年產(chǎn)奶價(jià)值數(shù)十億美元的奶牛嗎？這不是天方夜譚，而將變成活生生的事實(shí)。
身價(jià)百倍的奧秘何在呢？是在于它們是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，它們的乳汁中含有"藥"，它們是天然的、無(wú)公害的"動(dòng)物藥廠"。利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)蛋白質(zhì)、造藥，是全新的生產(chǎn)模式。與細(xì)菌、細(xì)胞等生物工程制藥相比，它有明顯優(yōu)勢(shì)：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳汁，可以方便收集，且不損傷動(dòng)物；目的蛋白質(zhì)，已經(jīng)過(guò)動(dòng)物體內(nèi)加工和修飾，不必再進(jìn)行后加工。而以往微生物、細(xì)胞等生物工程基因產(chǎn)物，要有后加工。用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)，也不需投入大量資金建廠、添設(shè)施、雇用人員等。有人算過(guò)帳，用傳統(tǒng)生物技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，成本需800～5 000美元的，利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物只需0.5美元!美國(guó)每年要有600萬(wàn)人輸血，才夠本國(guó)血友病人所需的凝血因子，而以后只要2頭轉(zhuǎn)基因牛就可代勞。如果有300萬(wàn)頭轉(zhuǎn)基因豬，就可讓全人類用血再無(wú)后顧之憂--再不用人輸出血液，也不用擔(dān)心輸了血后感染上艾滋病等傳染病。有了能任意植入外源基因的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，對(duì)少有良藥的遺傳病人、癌癥病人，不啻是大大的福音。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物還將是人類最好的"器官庫(kù)"，提供從皮膚、角膜，到心、肝、腎等幾乎所有的"零件"。讓器官移植專家有充分施展才華的用武之地，讓體內(nèi)部分"零部件"出了故障的病人重獲生的希望。
克隆動(dòng)物的操作過(guò)程中，完全可以同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作。在體細(xì)胞去核并與去核的卵細(xì)胞結(jié)合之前，將有關(guān)的人類基因注入，這樣，培育的"轉(zhuǎn)基因克隆羊"，就會(huì)產(chǎn)生出人類蛋白質(zhì)。
第一頭克隆羊"多利"引起的轟動(dòng)，在于它的理論價(jià)值，它突破了有性生殖的框架，證明高等動(dòng)物也可以由無(wú)性生殖來(lái)繁衍。我國(guó)轉(zhuǎn)基因羊研究新突破，在于它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因?yàn)樗梢宰屓祟愗S衣足食、健康長(zhǎng)壽的美夢(mèng)成真。
那轉(zhuǎn)基因羊的后代是不是轉(zhuǎn)基因羊呢?轉(zhuǎn)基因羊與普通羊交配，即有性繁殖，后代中的一半是轉(zhuǎn)基因羊；但若用克隆--無(wú)性繁殖的方法，那所有的后代都是轉(zhuǎn)基因羊。
其他相關(guān)信息
人類改造自然界的生物種群，開始于人工篩選育種，繼而人工雜交、人工誘變。80年代，我國(guó)科學(xué)家朱作言國(guó)際上首先研制成功了轉(zhuǎn)基因魚。90年代，國(guó)內(nèi)成功研制了轉(zhuǎn)基因羊。
轉(zhuǎn)基因禽類生物反應(yīng)器，包括肝臟和輸卵管表達(dá)系統(tǒng)。1993年Ruslin 研究所的Sang博士成功在禽蛋卵黃表達(dá)外源蛋白。1994-1995年我國(guó)曾邦哲提出系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)）遺傳學(xué)（system genetics）方法和首創(chuàng)了輸卵管生物反應(yīng)器（oviduct bioreactor）的概念 – 轉(zhuǎn)基因禽類金蛋計(jì)劃（Goldegg Plan）。1996年在北京召開了第1屆國(guó)際轉(zhuǎn)基因動(dòng)物學(xué)術(shù)研討會(huì)（秘書長(zhǎng)曾邦哲）和籌建國(guó)際轉(zhuǎn)基因?qū)W協(xié)會(huì)（IUT）并闡述（Zeng BJ）了生物系統(tǒng)論與遺傳學(xué)、生物工程等，至今已召開了5屆會(huì)議，并得到了朱作言、旭日干、劉德培等我國(guó)著名科學(xué)家的參與和支持。
動(dòng)物克隆 –無(wú)性生殖技術(shù)，開始于1938年德國(guó)科學(xué)家施佩曼的蠑螈受精卵結(jié)扎實(shí)驗(yàn)。1961年我國(guó)科學(xué)家朱洗采用人工刺激蟾蜍成熟卵，成功研究了兩棲類人工單性生殖。1962年，英國(guó)科學(xué)家J. B. Gurdon，采用核移植法成功培育了非洲爪蟾成體。1980年，美國(guó)生物學(xué)家P. C. Hoppe和日內(nèi)瓦超微型外科專家K. I. Illmense，用胚泡細(xì)胞核移植方法成功繁育了小鼠。
1997年國(guó)I. Wilmut等，用綿羊乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去細(xì)胞核的卵細(xì)胞中，成功得到了克隆羊“多莉”。
基于系統(tǒng)生物學(xué)的基因工程 - 合成生物學(xué)，也就是系統(tǒng)生物工程技術(shù)的進(jìn)展，轉(zhuǎn)基因技術(shù)包括轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究與開發(fā)，進(jìn)入了人工設(shè)計(jì)、合成基因與基因調(diào)控鏈的轉(zhuǎn)基因技術(shù)新的時(shí)期，改變了以往的單基因克隆、載體構(gòu)建與基因轉(zhuǎn)移方法，開啟了全基因合成、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)乃至人工基因組轉(zhuǎn)移的多基因轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)時(shí)代。
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