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转基因动物什么是超级绵羊?转基因动物中看到

发布时间:2019-10-02 18:04    浏览次数 :

在过去的几千年里,通过与一些具有某些适应特性的动物的杂交育种,绵羊的外在特征及其主要的一些基因结构都已经慢慢地改变了。结果导致了现在的绵羊就象一座移动的蛋白质工厂,它们可以在艰难的环境中存活,而且还能产出大量的奶、肉以及羊毛。虽然我们的祖先成功地做出了这些重要的改变,但是杂交育种这种方式却受到了限制,因为能满足人们需求的绵羊数量是有限的。在过去的十五年里发展起来的转基因技术,已经开始解决这一问题。但是,虽然这种技术可以增加新的基因信息,但却不可能特异性地修饰该物种本身的基因。McCreath和他的同事们报道说,他们利用现在已经具非常常现的克隆技术成功解决了这个问题   转基因技术已给广泛应用于家畜。这是因为该技术比较简单,只需要将裸露的DNA——并不需要蛋白质来辅助——注射进受精卵。人体内编码一些有用蛋白质的基因,例如α1-抗胰蛋白酶(该酶在失调性家族性气肿的人群中发生了突变)就已经用这种方法被插入到绵羊的卵细胞中,产生的转基因羊在它们的乳汁中可以表达出这种酶。虽然转基因动物可以容易地产生,但是该技术也有局限性。因为注射入的DNA是随机地整合进绵羊的基因组的。外源DNA经常不能整合进合适的位点,导致不能在预期的组织中表达或者是表达的水平不合适。还有就是应用这项技术并不能特异性地改变绵羊内源的基因   相反地,十几年来,研究人员已经在实验室里能够对小鼠的内源基因进行修饰。这类基因操作能成为可能是由于可以从小鼠的胚胎中分离出胚胎干细胞(ES)。在培养的ES细胞中,可以产生特异突变,成对特定的基因序列进行改造;很少的那些满足基因变化要求的突变体可以被选出来。这些经过修饰的细胞保留了发育的潜能,一旦植入到一个发育中的胚胎中,就能够分化到各个组织中,包括性细胞(卵子和精子)。因此,这种从培养的细胞中选出的变化可以得到贮藏而不丢失   在小鼠中,ES细胞为实验设想和生物体器官之间提供了必要的联系。应用这一系统来产生突变的特中已经得到了广泛的开发。几十年来,研究人员已经搜寻了包括家畜在内的许多物种。但是,虽然也报道了一些细胞系,但是没有一个能通过这个严格的检验——即能分化进入到性细胞中   能够象在小鼠中那样对家畜进入基因操作手工艺希望渐渐地小了。直到几年前,对家畜物种的克隆又重新点燃了它。这一技术后来发展成采用从培养的成体细胞中获取核酸,它满足了从有别于小鼠的其它物种中分离难以得到的ES细胞的要求,是一种非常有效、通过培养瓶对家畜进行转基因操作技术。但是,屹今为止,通过克隆技术得的基因上的改变都能够用传统的转基因技术得到,还没有一个人能够通过克隆的方法对内源基因进行特异性地改造   McCreath等的成功部分地依赖于其成功的战略。设计的这一战略可以克服一些在成纤维细胞-经选择用于克隆的细胞-而非ES细胞中进行基因定向的已经存在的问题。例如,他们选择COLA1基因的位置作为被改造,或者是被定向的内源序列,因为这个基因在成纤维细胞中能大量表达。他们已经注意到在成纤维细胞中定向的效率要远远低于小鼠ES细胞中的5-20%(这一百分比是指有用的整合事件对随机整合的比例)。COLIA1的高表达使得McCreath等可以利用“启动子陷阱”策略。与以前企图在ES细胞中对基因进行定向相似。这样可以提高他们检测到发生在COLIA1位置的定向事件的可能性   在一组实验中,这些研究人员将一个neo组件插入到绵羊成纤维细胞的COLIA1基因的下游。该组件是一串DNA序列,可以编码一种蛋白,使得培养的细胞得以在有G418药物的培养基中生存。另一组实验中,靶序列在neo组件的下游也包括一个外源基因。这一外源基因编码人的α1-抗胰蛋白酶和一段开关序列,该开关序列控制这一基因仅在母羊的乳腺中表达。用这两个载体的定向效率与用ES细胞所获得的效率相似   在体外,成纤维细胞不能长时间繁殖,而且能很快导致染色体变异。快乐飞艇APP游戏这意味着研究人员必须迅速地得到并且验证定向的克隆。因此,他们在成纤维细胞的早期就转染目标载体,通过它们在G418内的存活能力鉴定出目的细胞,然后再用分子技术鉴定(即总是有用的多聚酶链式反应)   下一步就是将转染后的成纤维细胞与去除了核酸的卵细胞进行融合,让这个卵细胞发育成一个胚胎——发展成为克隆的方法。应用这一策略,研究者们在绵羊中建立了两类目标位置。高应用编码α1-抗胰蛋白酶的目标序列时,在绵羊的乳汁中发现了大量表达的这种蛋白。因此,COLIA1位点对于有效存放特异于乳腺中表达的外源基因来说可能是一个好位置   这一技术为在几类哺乳动物中产生特异的基因变异提供了一条途径。但是,好机会并不仅仅是在外源基因的理想定位。由于两个物种间的差异,几个人类疾病的小鼠模型,例如囊性纤维变性,并不是精确的。在农业中,不想要的基因可以被剔除,例如PrP,这个基因的剔除将产生对搔痒症有抵抗性的绵羊。我们已经处于一个哺乳动物基因技术新纪元的黎明时分

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