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在农作物上实现目标基因表达的也已有10多种

发布时间:2019-10-10 16:08    浏览次数 :

一种生物(通常是老鼠),将外来基因转入其体内成为其基因组的一部分。引入的基因先被分离出来并设计使其携带适当片段。然后将这段基因注入受精卵,方法如下:对一只雌老鼠注射激素使其产生大量卵;让一只雄老鼠与其交配使部分卵受精;将这些卵收集起来,在其卵裂前注入外来基因物质。这些卵被移植入另一个雌性体内,在那里它们发育成型。在某些卵里基因物质在随意位点与染色体整合而成为老鼠细胞的遗传物质。由这种卵发育成的动物将携带该基因从而成为转基因动物。转基因动物对于描述新发现基因的功能和在大动物体内产生有益蛋白质十分有用   转基因动物是指以实验方法导入外源基因,在染色体组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。1981年,第一次成功地将外源基因导入动物胚胎,创立了转基因动物技术。1982年获得转基因小鼠。转入大鼠的生长激素基因,使小鼠体重为正常个体的二倍,因而被称为“超级小鼠”。此后相继培育成功了转基因兔、绵羊、猪、鱼、昆虫、牛、鸡、山羊、大鼠等转基因动物   由于转基因动物体系打破了自然繁殖中的种间隔离,使基因能在种系关系很远的机体间流动,它将对整个生命科学产生全局性影响。因此,转基因动物技术在1991年第一次国际基因定位会议上被公认是遗传学中继连锁分析、体细胞遗传和基因克隆之后的第四代技术,被列为生物学发展史上126年中第14个转折点   自1982年转基因鼠问世以来,转基因动物研究在许多领域都取得了令人瞩目的成就。一般来讲,根据不同的目的,转基因动物操作可以简单地划分为四种类型:(l)疾病型转基因动物;(2)利用转基因动物制药;(3)动物改良型;(4)基础生物学研究   1、转基因动物是对多种生命现象本质深入了解的工具,如研究基因结构与功能的关系,细胞核与细胞质的相互关系,胚胎发育调控以及肿瘤等   2、可以用来建立多种疾病的动物模型,进而研究这些疾病的发病机理及治疗方法   3、由于转基因动物技术可以改造动物的基因组,使家畜、家禽的经济性状改良更加有效,如使生长速度加快、瘦肉率提高,肉质改善,饲料利用率提高,抗病力增强等。对于动物遗传资源保护的意义更加深远,对挽救濒危物种是必不可少的   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。近年来,国外已出现了一些基因作物,如抗腐烂西红柿、抗除草剂棉花、抗病毒黄瓜和马铃薯,以及抗虫玉米等。目前,利用基因重组技术能分离出来的目标基因已近百种,在农作物上实现目标基因表达的也已有10多种   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   将外源基因导入家畜,能使家畜朝人类希望的目标靠拢,如肉质改善、饲料增效、个体增大、体重增加、奶量提高、脂肪减少等。例如将长瘦肉的基因导入猪细胞中,猪就成为瘦肉型;将促乳汁分泌的基因导入牛、羊细胞中,这些转基因牛、羊乳汁猛增;还有科学家将貂的长皮毛基因导入羊细胞中,培育出长出类似貂毛毛皮的羊。这些羊易养,繁殖快,且羊貂皮面积数倍于貂皮,将使貂皮时装进入寻常百姓家   用基因转移技术,增强动物抗病力的研究,也很鼓舞人心。导入抗病或抗寄生虫的外源基因,牛便不怕疯牛病,猪便不怕瘟……从而使畜牧业旱涝保收,成为黄金产业   你听说过6000美元1磅的羊奶吗?听说过身价30万美元的羊吗?听说过每年产奶价值数十亿美元的奶牛吗?这不是天方夜谭,而将变成活生生的事实   身价百倍的奥秘何在呢?是在于它们是转基因动物,它们的乳汁中含有药,它们是天然的、无公害的动物药厂。利用转基因动物生产蛋白质、造药,是全新的生产模式。与细菌、细胞等生物工程制药相比,它有明显优势:转基因动物的乳汁,可以方便收集,且不损伤动物;目的蛋白质,已经过动物体内加工和修饰,不必再进行后加工。而以往微生物、细胞等生物工程基因产物,要有后加工。用转基因动物生产,也不需投入大量资金建厂、添设施、雇用人员等。有人算过帐,用传统生物技术生产的产品,成本需800~5 000美元的,利用转基因动物只需0.5美元!美国每年要有600万人输血,才够本国血友病人所需的凝血因子,而以后只要2头转基因牛就可代劳。如果有300万头转基因猪,就可让全人类用血再无后顾之忧--再不用人输出血液,也不用担心输了血后感染上艾滋病等传染病。有了能任意植入外源基因的转基因动物,对少有良药的遗传病人、癌症病人,不啻是大大的福音   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   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   人类改造自然界的生物种群,开始于人工筛选育种,继而人工杂交、人工诱变。80年代,我国科学家朱作言国际上首先研制成功了转基因鱼。90年代,国内成功研制了转基因羊   转基因禽类生物反应器,包括肝脏和输卵管表达系统。1993年Ruslin 研究所的Sang博士成功在禽蛋卵黄表达外源蛋白。1994-1995年我国曾邦哲提出系统(结构)遗传学(system genetics)方法和首创了输卵管生物反应器(oviduct bioreactor)的概念 – 转基因禽类金蛋计划(Goldegg Plan)。1996年在北京召开了第1届国际转基因动物学术研讨会(秘书长曾邦哲)和筹建国际转基因学协会(IUT),至今已召开了5届会议,并得到了朱作言、旭日干、刘德培等我国著名科学家的参与和支持   动物克隆 –无性生殖技术,开始于1938年德国科学家施佩曼的蝾螈受精卵结扎实验。1961年我国科学家朱洗采用人工刺激蟾蜍成熟卵,成功研究了两栖类人工单性生殖。1962年,英国科学家J. B. Gurdon,采用核移植法成功培育了非洲爪蟾成体。1980年,美国生物学家P. C. Hoppe和日内瓦超微型外科专家K. I. Illmense,用胚泡细胞核移植方法成功繁育了小鼠

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