基因-合成

基因-合成

按照基因引入受體植物細胞的方法,植物遺傳轉化技術大體可分為兩類:以載體為媒介的基因轉移和基因或DNA的直接轉移。 用轉基因動物可研究基因在發育中的時空調控。 一種生物(通常是老鼠),將外來基因轉入其體內成為其基因組的一部分。

一、

植物的遺傳轉化

20世紀70年代末80年代初,人們用野生型Ri和Ti質粒轉化菸草和馬鈴薯細胞獲得再生植株後,以Ti質粒為載體的植物

(圖)基因-合成基因-合成

遺傳轉化技術隨之被建立。近年來植物的遺傳轉化技術得到了迅速發展,建立了多種轉化系統。按照基因引入受體植物細胞的方法,植物遺傳轉化技術大體可分為兩類:以載體為媒介的基因轉移和基因或DNA的直接轉移。所謂以載體為媒介的基因轉移就是將目的基因連於某一載體DNA上,然後通過寄主感染受體植物等途徑將外源基因轉入植物細胞的技術。DNA的直接轉移是指利用植物細胞生物學特性,通過物理、化學和生物學方法將外源基因轉入植物細胞的技術。

(一)載體法轉化 農桿菌介導的轉化是最主要的一種載體轉化方法。利用經過改造的農桿菌Ti質粒為載體可以高效地轉移外源基因。所獲得的轉化植物有兩種基本方法:一種是1979年Marton等以植物原生質為受體的共培養法(ocultivation);一種是1985年Horsch等人建立的葉盤法(leaf disc cocultivation)。

共培養法是把農桿菌與植物原生質體共同培養以實現轉化的方法。其程式包括農桿菌對初生細胞壁的原生質體的轉化、轉化細胞的篩選和誘導轉化細胞分化並再生植株。

葉盤法實際上是對共培養法加以改進後而創立的一種轉化方法。用農桿菌感染葉片外植體並短期共培養。在培養過程中,農桿菌的vir基因被誘導,它的活化可以啟動T-DNA向植物細胞的轉移。共培養後,也要進行轉化的外植體的篩選、愈傷組織的培養、誘導分化等步驟,以得到再生植株。葉盤法由於不需進行原生質體操作等,方法簡單,獲得轉化植株也更快,是用植物外植體為材料進行轉基因的一個良好途徑。

農桿菌介導的遺傳轉化是大多數雙子葉植物轉化中常採用的方法,但由於農桿菌具有宿主局限性,極少能感染單子葉植物,特別是一些重要的農作物如水稻、小麥、玉米等對農桿菌不敏感,難於套用此法進行遺傳轉化。

除上述以Ti質粒為載體的基因轉化外,還可以用脂質體(liposome)為載體進行遺傳轉化。脂質體是由磷脂組成的膜狀結構,因此可將DNA分子包裝在脂質體內以避免受體細胞DNase的降解,把DNA分子導入到植物的原生質體中去。

(二)基因直接轉移的方法 這是指既不依賴於農桿菌,也不依賴其他載體或媒介的一些基因轉移方法。

(圖)基因-合成基因-合成

1.電激電注射法 電脈衝能改變細胞膜的透性。通過高壓電脈衝的電激穿孔作用把外源DNA引入植物原生質體的方法就稱為電激法(electroporation)。這種方法現已較廣泛地套用於單子葉和雙子葉植物以及動物的基因轉移,如20世紀80年代末用此法將新黴素磷酸轉移酶(NPT Ⅱ)基因轉入玉米自交系的原生質體,已再生成植株。

通過電激技術把基因直接引入完整的植物細胞或組織的方法,稱作電注射(electroinjection)。這種方法可避免原生質體培養和再生成植株的繁雜操作與困難,因而具有巨大的套用潛力。

2.基因槍法 基因槍法又稱粒子轟擊技術(particle bombardment)。這一方法是用粒子槍把表面吸附有外源DNA的金屬微粒高速地射進植物細胞或組織。由於此法快速簡便,不受宿主範圍限制,而受體植物細胞不需去除細胞壁,轉化率又高,被轉化的細胞或組織容易再生成植株,因而頗受關注。

3.微注射法 微注射法(microinjection)是利用顯微注射儀等,通過機械的方法將外源基因或DNA直接注入細胞核或細胞質。與其他方法相比,這個方法對外源遺傳物質的導入更為直接和有效。

微注射法除用於植物細胞外,近些年還發展到用於直接注射植物子房,這樣更有利於外源遺傳物質對幼胚的轉化。這方面的工作我國於20世紀70年代即已進行了理論與實踐的探索,並已獲得抗枯萎病的棉花轉化植株抗蟲棉等。

二、轉基因動物技術及其套用

(一)轉基因動物的概念 藉助基因工程技術把外源目的基因導入生殖細胞胚胎幹細胞早期胚胎,並在受體染色體上穩定整合,使之經過各種發育途徑得到能把外源目的基因傳給子代的個體,即轉基因動物(transgenic animal)。轉入的目的基因稱為轉基因(transgene),這種轉移目的基因的過程稱為轉基因作用

(圖)基因-合成基因-合成

(transgenesis)。關於“轉基因”的概念,通常只限於動、植物中經基因工程技術進行的基因轉移,因此品種間不論有性或無性雜交獲得新基因的途徑都不屬此範疇。

(二)轉基因動物技術 轉基因動物技術是20世紀80年代初發展起來的一項生物技術,它克服了物種之間的生殖隔離,實現了動物物種之間遺傳物質的交換和重組。根據外源基因導入的方法和對象的不同,至今主要有3種途徑可以產生轉基因動物,即顯微注射法、反轉錄病毒法和胚胎幹細胞法。反轉錄病毒轉移基因的基本方法在前面已有簡介,這裡只介紹顯微注射法和胚胎幹細胞法兩種。

1.受精卵原核顯微注射法 顯微注射技術是從動物胚胎學研究移核實驗的基礎上發展而來。20世紀80年代初期人們利用這一方法向動物生殖細胞轉移外源基因,成功地建立了轉基因小鼠。1985年轉基因綿羊和轉基因豬問世,以後轉基因大鼠、兔、雞、牛、魚等都已陸續取得成功,可見顯微注射法是迄今套用得較為普遍而又最有成效的一種獲得轉基因動物的技術。

本方法是在顯微鏡下,用直徑約為1μm的玻璃管直接插入受精卵的雄原核內,將毛細管內所帶有的外源基因的DNA注入原核,然後將其移植到假孕母體輸卵管或子宮內並發育成子代個體。為了解轉基因的整合情況,可酌情套用斑點雜交、多聚酶鏈式反應或Southern印跡雜交等方法對子代個體DNA進行檢測。

顯微注射法的優點是導入的外源基因片段可長達50 kb,且無需載體,外源基因在宿主染色體上的整合率相對較高。其不足之處是外源基因的整合是隨機的,因而難以控制其整合率;再者,對外源基因能否穩定整合於受體基因組的檢測,必須等到子一代個體出生後經過選擇才能確定,不利於在生育期長、產仔少的大家畜中套用。

2.胚胎幹細胞介導法 胚胎幹細胞(embryonic stem cell,ES)是指從哺乳動物胚胎囊胚期內的細胞團中分離出來的尚未分化的胚胎細胞,這種細胞具有發育的多能性,能夠分化出各種組織。20世紀80年代中期人們開始研究利用ES細胞獲得轉基因動物的方法。這個途徑是將外源基因直接導入ES細胞,經體外培養篩選後再注入到受體囊胚腔中,與其中的囊胚細胞聚集在一起,成為受體胚胎的一部分,參與其分化。由這種胚胎髮育而成嵌合體的轉基因動物,即其中有一部分組織來源於整合有外源基因的供體ES細胞。在嵌合過程中,被轉化的ES細胞分化而成的生殖細胞可通過雜交將引入的外源基因傳遞下去。

在以胚胎幹細胞為媒介獲得轉基因動物的技術中,既可以用多種方法將外源基因導入ES細胞,且細胞的鑑定、篩選比較方便,又可預先在細胞水平上測定外源基因的拷貝數、定位和表達的水平以及插入的穩定性等,而且將ES細胞注入囊胚的操作較易進行,整合率相對較高。只是建立ES細胞系本身就是一項難度極高的工作,目前小鼠ES細胞系雖已建立,但在豬、羊中還未能得到真正穩定的ES細胞株。

(三)轉基因動物的套用 轉基因動物的研究內容非常廣泛,20世紀80~90年代以來從基礎理論到套用技術在深度和廣度上都有了很大發展,並已日漸由實驗室走向生產實踐。

1.在基因表達調控研究方面的套用 利用轉基因動物可作為在體內研究外源基因表達調控的“反應器”,下面僅就DNA順式調控元件和基因在發育中的時空調節為例予以介紹。

(1)順式調控元件的研究 異常的脂蛋白水平與動脈粥樣硬化等疾病有關。人類有5種脂蛋白,各自含有不同的載脂蛋白。現已發現約有17種載脂蛋白,它們的編碼基因已測序,是用於研究心血管疾病的候選基因。把載脂蛋白基因轉入小鼠,可用來研究人脂蛋白代謝、調控以及動脈粥樣硬化。在研究載脂蛋白基因組織特異性表達的順式調控元件時,發現有兩簇載脂蛋白基因凋節的組織特異性表達(圖19-15)。一簇包括A-Ⅰ、C-Ⅲ和 A-Ⅳ基因,定位於人11號染色體長臂2區3帶(11q23),是按A-Ⅰ、C-Ⅲ、A-Ⅳ的順序組成。C-Ⅲ的轉錄方向與其他兩個基因相反。 A-Ⅰ和C-Ⅲ主要在肝和小腸中表達,A-Ⅳ主要在小腸表達。在 C-Ⅲ基因的-0.2~-1.4bp之間是調節 A-Ⅰ基因在小腸中表達的區域。這個區域也是 C-Ⅲ和A-Ⅳ基因在小腸表達的凋控元件,表明這一元件可以調節整個載脂蛋白基因簇在小腸的表達。另一基因簇定位於19號染色體長臂1區3帶(19q13),包含有E、C-Ⅰ和C-Ⅱ基因,它們按E、C-Ⅰ、C-Ⅱ順序排列。E基因主要在肝臟和大部分身體組織中表達,但表達水平低。以後發現在C-Ⅰ基因和C-Ⅱ基因之間有一調控區可使E基因在肝臟內高水平表達,該區長約154 bp。此外,還證實這個調控區也調節該座位其他兩個載脂蛋白基因 C-Ⅰ和 C-Ⅱ在肝臟的表達。的表達。

(2)與發育相關基因的表達與調控 用轉基因動物可研究基因在發育中的時空調控。珠蛋白基因是研究發育調控的最好例子。人類珠蛋白基因分為α、β兩簇,分別定位於16號和11號染色體,各長30kb和60kb。據1993年的報導,為分析完整的β-珠蛋白基因中人的珠蛋白基因的開關調控,Peterson等把一個含有248 kb長的人β-珠蛋白基因簇的酵母人工染色體(YAC)轉入小鼠。對轉基因小鼠中此基因簇的表達分析表明,在成年的轉基因動物中只有人β-珠蛋白表達;在子一代和子二代動物中證實YAC β座位有β樣珠蛋白基因的發育開關調控,即在卵黃囊中有ε-和γ-珠蛋白基因表達,在14天的肝臟中有少量γ和大量β表達,而在成年動物中則僅有β珠蛋白基因的mRNA表達。採用先在酵母細胞內通過同源重組的方式使YAC發生突變,然後把這種突變的YAC導入小鼠,就可以詳細研究整個座位上基因的調控機制,如珠蛋白基因在發育與分化中的基因表達、定點誘變的β基因對發育凋節的影響等等。

除前述有關基因表達凋控的研究外,把轉基因動物用於遺傳病動物模型的研製近年來發展也很快,如把pro-αⅠ膠原突變基因導入小鼠基因組,可產生類似人的骨發育不全症的轉基因小鼠,這對了解人類遺傳病的發病機理意義重大。

2.用於基因產品的製備

在轉基因動物中,導入的目的基因表達,人們就可以從該動物的乳汁和血液里獲得目的基因產物,因此,可把轉基因動物看作是一種個體表達系統(whole animal expression system),以製備某種基因產物。這樣的轉基因動物常被稱作動物生物反應器(animal bioreactor)。

1982年Palmiter把大鼠生長激素基因轉入小鼠,成功地獲得高效表達生長激素的小鼠,其體積明顯增加,證實了用轉基因動物生產外源基因產品的可行性。近年來的報導已證實在轉基因家畜(如豬)的乳腺中可高效合成自身不含有的異源蛋白,如乳清蛋白等。目前,英國正在研究通過羊β-乳球蛋白啟動子和乳清蛋白啟動子的控制,在轉基因羊體內表達人α1抗胰蛋白酶和凝血因子Ⅸ;在美國已有在轉基因小鼠、乳羊和乳牛乳汁中分別表達產生tPA和促性腺素的研究報導。我國利用轉基因動物為反應器生產基因製品的工作也在展開,最近有關單位已從轉基因羊乳汁中獲得促紅細胞生成素。

3.動物品種的培育與改良

把具有優良性狀的基因或抗病基因導入畜禽以培育新的品種,這是轉基因動物研究中的一個極重要的方面。如已培育出抗雞白細胞組織增生病毒的轉基因雞新品種。為增強魚類的抗凍性,已有抗凍蛋白基因在轉基因鮭魚中表達的報導。1985年我國學者朱作岩在國際上首次將小鼠MT/hGH融合基因注入金魚受精卵中,獲得轉基因金魚,其F1比轉基因魚的同代大兩倍。以後該類實驗中還陸續獲得其他鯽、鯉等幾種轉入生長激素基因的魚。

三、轉基因技術研究進展

(一)基因分離技術的發展 真核生物基因組非常大,巨遺傳背景常不清楚,要從這樣龐大的DNA中分離目的基因實非易事。但是由於生物化學、酶學、分子生物學等學科的迅速發展,為基因的分離提供了有效手段,如今已發展了一些新的分離目的基因的技術,如PCR、轉座子標籤法與基因組消減技術等。

(圖)基因-合成基因-合成

1.轉座子標籤技術 基因發生轉座最重要的遺傳效應是引起插入突變,也就是使插入位置的基因失活並誘導產生突變型,或在插入位置上出現新基因。因此,可用轉座子作探針克隆出該突變基因,再用突變基因作探針,從野生型個體中分離並克隆出野生型基因。這種用轉座子來分離基因的技術稱為轉座子標籤技術(transposon tagging)(圖19-16)。這種技術的一個顯著特點是可以用來分離預先不清楚表達產物的基因。目前已可利用在分子水平上研究得較為清楚的轉座子系統如玉米的Ac/Ds金魚草的Tam3等來分離異源植物的基因。

利用轉座子分離植物基因時,首先要構建含轉座子與質粒載體,因為已分離得到的轉座子與選擇標記需整合到適當的質粒基因組中才能用於目標植物的遺傳轉化。當前用於構建轉座子載體的質粒主要是根癌農桿菌的Ti質粒和pBR322等。其次是目標植物的遺傳轉化,現常用帶有載體系統的根癌農桿菌進行轉化。第三是轉座及拷貝數的檢測。最後是轉座子插入突變的檢測及分離。而對分離得到的突變體,還要證明其突變確係轉座子的插入所引起的。

近幾年,一些用傳統生化方法難以分離的基因已用轉座子標籤法分離出來,如金魚草中控制花瓣及雄蕊發育的基因,與花的發生、發育有關的基因,亞麻的抗銹基因等。美國、荷蘭等國也分別利用轉座子分離擬南芥菜種子中脂肪酸合成的基因和研究植物病原體的抗性。

2.基因組消減技術 基因組消減(genomic subtraction)技術是最近幾年在PCR基礎上發展起來的根據表型變異進行目的基因分離和鑑定的又一種方法,已被套用於動、植物中分離遺傳背景不十分清楚的基因,如在醫學研究中已將該技術用於分離和鑑定腫瘤缺失和重排基因、製備多態位點探針、分離遺傳性疾病基因和基因治療等領域。

運用消減雜交技術分離缺失序列的概念最早是由Buatz提出的,他利用T4噬菌體缺失突變株的DNA來分離相應缺失區域的mRNA並獲得成功。以後被許多實驗室引用並加以改進。1989年D.Stuars和L.Wieland分別將PCR技術引入消減雜交方法中,使基因組消減雜交技術得以推廣套用。這一技術的基本原理是先用γ射線等引起機體大片段DNA的缺失突變,然後用此突變體DNA與野生型DNA雜交,用以去除野生型中突變體的DNA。如此反覆幾次,在反應體系中突變體DNA所缺失的那段親本DNA序列便被保留下來。採用生物素-親素-磁珠系統或HAT結合生物素-親和素層析系統富集缺失這種序列並用PCR技術擴增。擴增的序列再用來與野生型基因文庫雜交,從而克隆到對應缺失性狀的基因(圖19-17)。

基因組消減雜交技術目前已從擬南芥中成功地克隆到包含赤黴素GA1位點的基因。在醫學研究中也有通過基因組消減雜交技術複製人染色體特異的基因探針的報導,如杜興式肌營養不良(duchenne muscular dystrophy,DMD)和脈絡膜缺損(choroideremia)座位的探針。

(二)基因剔除技術 基因剔除(gene knock-out)技術又稱基因打靶技術(gene trageting),是20世紀80年代末發展起來的。這是利用同源重組的方法以建立基因定點滅活細胞系或獲得基因定點滅活動物。這一技術近年來套用於生物學的諸多研究領域,已獲得數百種基因定位缺陷小鼠。

基因剔除技術的原理首先是用基因重組方法在目的基因片段中插入一外源基因作為篩選標記基因並使目的基因失活(定點突變),再將此(滅活)基因轉入胚胎多能幹細胞(ES細胞)中,通過細胞內的基因同源重組使滅活基因取代染色體上原有的目的基因。經篩選和基因型鑑定後,把定點突變後的ES細胞注入宿主囊胚腔內,然後將胚胎植入假孕母體子宮,使其發育成目的基因缺陷(突變)的嵌合體,經子代自交後篩選出目的基因缺陷的純合子即基因剔除動物。

基因剔除的具體實驗步驟是:首先要進行同源重組載體的設計與構建,即選擇具有一定長度(5~7kb以上)與目的基因功能區域同源的序列,並插入選擇性標記基因(如新黴素抗性基因neo等),以便於篩選。在此同源序列的一端或兩端還可以連線上負篩選標誌基因(如單純皰疹病毒胸苷激酶基因等)。用電轉染等方法將此同源重組載體轉染靶細胞。通過藥物抗性來篩選重組細胞克隆,並用PCR和Southern雜交等方法對重組細胞進行基因型鑑定,這時得到的就是單個等位基因被剔除的雜合子細胞。為建立等位基因雙剔除的細胞系,則還要將單個等位基因剔除的細胞大量傳代培養,然後在更高濃度的選擇性培養基中多次重複篩選,並對最終得到的陽性克隆進行基因型鑑定。

在套用上,通過探討目的基因突變在基因剔除動物個體發育中的時空效應以及分析體內單基因缺陷所產生的表型異常,可以研究基因功能和調控,建立疾病的動物模型和基因治療等。因此,在細胞水平進行基因剔除研究有非常重要的意義。如近幾年國外已報導建立了用於研究心血管疾病的載脂蛋白E(apoE)、低密度脂蛋白受體的基因剔除動物。

基因剔除細胞系的建立有可能直接發現特定基因剔除後的影響,闡明基因功能,製備基因缺失的細胞模型,用於發病機理或基因治療的研究。體細胞與ES細胞同源重組有所不同,後者一般只需將同源染色體等位基因之一滅活,就能在嵌合體後代中最終獲得純合的基因剔除動物。而在體細胞水平滅活特定基因就必須把一對等位基因都滅活,否則無法研究其功能。目前採用兩種方法都可成功地達到這一目的:一是用兩種帶有不同標記基因的同源重組載體分別對靶細胞進行兩次同源重組;另一是把單個等位基因滅活的細胞系傳代培養,提高標記基因產物抗藥物的濃度,利用標記基因表達的累加效應,篩選出細胞系中自然發生的雙等位基因被剔除的細胞克隆

遺傳學

一種生物(通常是老鼠),將外來基因轉入其體內成為其基因組的一部分。引入的基因先被分離出來並設計使其攜帶適當片段。然後將這段基因注入受精卵,方法如下:對一隻雌老鼠注射激素使其產生大量卵;讓一隻雄老鼠與其交配使部分卵受精;將這些卵收集起來,在其卵裂前注入外來基因物質。這些卵被移植入另一個雌性體內,在那裡它們發育成型。在某些卵里基因物質在隨意位點與染色體整合而成為老鼠細胞的遺傳物質。由這種卵發育成的動物將攜帶該基因從而成為轉基因動物。轉基因動物對於描述新發現基因的功能和在大動物體內產生有益蛋白質十分有用
轉基因動物是指以實驗方法導入外源基因,在染色體組內穩定整合併能遺傳給後代的一類動物。1981年,第一次成功地將外源基因導入動物胚胎,創立了轉基因動物技術。1982年獲得轉基因小鼠。轉入大鼠的生長激素基因,使小鼠體重為正常個體的二倍,因而被稱為“超級小鼠”。此後相繼培育成功了轉基因兔、綿羊、豬、魚、昆蟲、牛、雞、山羊、大鼠等轉基因動物。
由於轉基因動物體系打破了自然繁殖中的種間隔離,使基因能在種系關係很遠的機體間流動,它將對整個生命科學產生全局性影響。因此,轉基因動物技術在1991年第一次國際基因定位會議上被公認是遺傳學中繼連鎖分析、體細胞遺傳和基因克隆之後的第四代技術,被列為生物學發展史上126年中第14個轉折點。
自1982年轉基因鼠問世以來,轉基因動物研究在許多領域都取得了令人矚目的成就。一般來講,根據不同的目的,轉基因動物操作可以簡單地劃分為四種類型:(l)疾病型轉基因動物;(2)利用轉基因動物製藥;(3)動物改良型;(4)基礎生物學研究。
轉基因動物在諸多領域具有廣闊的套用前景:
1、轉基因動物是對多種生命現象本質深入了解的工具,如研究基因結構與功能的關係,細胞核與細胞質的相互關係,胚胎髮育調控以及腫瘤等;
2、可以用來建立多種疾病的動物模型,進而研究這些疾病的發病機理及治療方法;
3、由於轉基因動物技術可以改造動物的基因組,使家畜、家禽的經濟性狀改良更加有效,如使生長速度加快、瘦肉率提高,肉質改善,飼料利用率提高,抗病力增強等。對於動物遺傳資源保護的意義更加深遠,對挽救瀕危物種是必不可少的;
4、轉基因動物可作為醫用或食用蛋白的生物反應器。
轉基因動物
1997年2月,第一頭無性繁殖的克隆羊"多利"現世,標誌著克隆哺乳動物的成功,更有利於轉基因動物的培育和利用。
在分子水平或者基因水平的基礎上,用人工的手段去改造生物遺傳性狀的基因工程,出現在20世紀70年代。基因工程套用技術之一的基因重組,可用於對不同生物遺傳物質的體外人工剪下、組合、拼接,使遺傳物質重新組合,然後,通過載體,如微生物、病毒等轉入微生物或細胞內,進行"無性繁殖",並使所需基因在細胞內表達出來,產生人類所需的物質或創造新的物種。近年來,國外已出現了一些"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,利用基因重組技術能分離出來的目標基因已近百種,在農作物上實現目標基因表達的也已有10多種。
所謂轉基因動物,是用實驗方法,把外源基因導入到動物體內,這種外源基因與動物本身的染色體整合,這時外源基因就能隨細胞的分裂而增殖,在體內得到表達,並能傳給後代。世界上第一隻轉基因動物巨鼠,是將大白鼠生長激素導入小白鼠的受精卵中,再將這個受精卵移入借腹懷胎的母鼠子宮中,產下的小白鼠比一般的大一倍。這只在遺傳學上具有重大意義的轉基因動物的研究培育成功,展現出誘人的光明前景。
將外源基因導入家畜,能使家畜朝人類希望的目標靠攏,如肉質改善、飼料增效、個體增大、體重增加、奶量提高、脂肪減少等。例如將長瘦肉的基因導入豬細胞中,豬就成為瘦肉型;將促乳汁分泌的基因導入牛、羊細胞中,這些轉基因牛、羊乳汁猛增;還有科學家將貂的長皮毛基因導入羊細胞中,培育出長出類似貂毛毛皮的羊。這些羊易養,繁殖快,且"羊貂皮"面積數倍於貂皮,將使"貂皮"時裝進入尋常百姓家。
用基因轉移技術,增強動物抗病力的研究,也很鼓舞人心。導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"旱澇保收",成為"黃金"產業。
你聽說過6000美元1磅的羊奶嗎?聽說過身價30萬美元的羊嗎?聽說過每年產奶價值數十億美元的奶牛嗎?這不是天方夜譚,而將變成活生生的事實。
身價百倍的奧秘何在呢?是在於它們是轉基因動物,它們的乳汁中含有"藥",它們是天然的、無公害的"動物藥廠"。利用轉基因動物生產蛋白質、造藥,是全新的生產模式。與細菌、細胞等生物工程製藥相比,它有明顯優勢:轉基因動物的乳汁,可以方便收集,且不損傷動物;目的蛋白質,已經過動物體內加工和修飾,不必再進行後加工。而以往微生物、細胞等生物工程基因產物,要有後加工。用轉基因動物生產,也不需投入大量資金建廠、添設施、雇用人員等。有人算過帳,用傳統生物技術生產的產品,成本需800~5 000美元的,利用轉基因動物只需0.5美元!美國每年要有600萬人輸血,才夠本國血友病人所需的凝血因子,而以後只要2頭轉基因牛就可代勞。如果有300萬頭轉基因豬,就可讓全人類用血再無後顧之憂--再不用人輸出血液,也不用擔心輸了血後感染上愛滋病等傳染病。有了能任意植入外源基因的轉基因動物,對少有良藥的遺傳病人、癌症病人,不啻是大大的福音。
轉基因動物還將是人類最好的"器官庫",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,讓體內部分"零部件"出了故障的病人重獲生的希望。
克隆動物的操作過程中,完全可以同時進行轉基因操作。在體細胞去核並與去核的卵細胞結合之前,將有關的人類基因注入,這樣,培育的"轉基因克隆羊",就會產生出人類蛋白質。
第一頭克隆羊"多利"引起的轟動,在於它的理論價值,它突破了有性生殖的框架,證明高等動物也可以由無性生殖來繁衍。我國轉基因羊研究新突破,在於它的經濟價值,因為它可以讓人類豐衣足食、健康長壽的美夢成真。
那轉基因羊的後代是不是轉基因羊呢?轉基因羊與普通羊交配,即有性繁殖,後代中的一半是轉基因羊;但若用克隆--無性繁殖的方法,那所有的後代都是轉基因羊

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