基因动物生物化学

1、12转基因：转基因：1 1）将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因）将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中表达，引起生物体性状可遗传的修饰，称之组中表达，引起生物体性状可遗传的修饰，称之为转基因技术。为转基因技术。2 2）利用分子生物学技术，将某些生物的基因转移）利用分子生物学技术，将某些生物的基因转移到其它物种中，改造生物遗传物质，使遗传物质到其它物种中，改造生物遗传物质，使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。向人类需要的目标转变。转基因动物：转基因动物：以实验方法将外源基因导入以实验方法将外源基因导入动物

2、染色体基因组动物染色体基因组内内稳定整合稳定整合并能并能遗传遗传给后代的一类动物给后代的一类动物31982年，英国年，英国自然自然杂志发杂志发表文章：有两个美国实验小组表文章：有两个美国实验小组利用转基因技术，利用转基因技术，将大鼠生长将大鼠生长激素重组基因导入到小鼠受精激素重组基因导入到小鼠受精卵中卵中,培育出具快速生长效应的培育出具快速生长效应的“转基因超级鼠转基因超级鼠”。转基因鼠。转基因鼠比与它同胎所生的小鼠生长速比与它同胎所生的小鼠生长速度快度快23倍，体积大一倍。倍，体积大一倍。4转基因动物转基因动物l获取外源获取外源目的基因目的基因l外源目的基因外源目的基因导入生殖细胞或胚胎干细

3、胞导入生殖细胞或胚胎干细胞l选择携带目的基因的细选择携带目的基因的细胞，选择体外培养胞，选择体外培养系统和系统和宿主动物宿主动物l转基因胚胎的发育转基因胚胎的发育及鉴定及鉴定l筛选筛选所得的转基因动物所得的转基因动物5转基因动物技术路线转基因动物技术路线l经典的技术路线经典的技术路线目的基因目的基因显微注射显微注射已交配的已交配的取出取出移植移植受体动物受体动物妊娠妊娠供体动物供体动物受精卵受精卵输卵管输卵管转基因动物转基因动物缺点：注入目的基因的命中率低，目的基因的整合率低，缺点：注入目的基因的命中率低，目的基因的整合率低，受精卵移植的受孕率低受精卵移植的受孕率低。6l整合胚胎移植的技术路线

4、整合胚胎移植的技术路线转基因动物转基因动物受体动物子宫受体动物子宫目的基因目的基因非手术胚胎移植体外受精体外培养多细胞胚胎多细胞胚胎检测整合外源基因整合外源基因卵子卵子受精卵受精卵或囊胚或囊胚的胚胎的胚胎精子精子优点：受精卵的成活率高达优点：受精卵的成活率高达90以上，外源基因整合率高，以上，外源基因整合率高，提高受孕率。提高受孕率。7l核移植（克隆）的技术路线核移植（克隆）的技术路线目的基因目的基因转基因动物转基因动物导入导入动物胎儿成纤维细胞动物胎儿成纤维细胞妊娠妊娠取核取核动物动物去核去核重组的重组的体外培养体外培养囊胚期囊胚期胚胎移植胚胎移植卵细胞卵细胞受精卵受精卵胚胎胚胎受体动物子宫

5、受体动物子宫l特点：体细胞核移植；核移植前导入目的基因。特点：体细胞核移植；核移植前导入目的基因。8l整合卵受精的技术路线：整合卵受精的技术路线：目的基因目的基因转基因动物转基因动物导入导入逆转录病毒逆转录病毒妊娠妊娠精子精子感染感染体外受精体外受精胚胎移植胚胎移植卵母细胞卵母细胞成熟卵细胞成熟卵细胞囊胚囊胚受体动物子宫受体动物子宫特点：卵母细胞导入目的基因后再与精子受精。特点：卵母细胞导入目的基因后再与精子受精。9目的基因的制备和转基因的方法目的基因的制备和转基因的方法l 目的基因的制备目的基因的制备目的基因的获得目的基因的获得逆转录合成法逆转录合成法化学合成法化学合成法pcr扩增法扩增法目

6、的基因的扩增目的基因的扩增通过载体在宿主中克隆通过载体在宿主中克隆通过通过pcr扩增目的基因扩增目的基因l转基因动物的方法转基因动物的方法显微注射法显微注射法生殖细胞载体法生殖细胞载体法胚胎干细胞法胚胎干细胞法病毒载体法病毒载体法10显微注射法显微注射法11生殖细胞载体法生殖细胞载体法12胚胎干细胞介导法胚胎干细胞介导法13病毒载体法病毒载体法14转基因动物的转基因动物的应用应用研究研究l改良动物改良动物转移单个基因改良动物性状，未见成功报道，尚需对性状转移单个基因改良动物性状，未见成功报道，尚需对性状表现的生化代谢途径，有关基因相互作用及基因定位整合，表现的生化代谢途径，有关基因相互作用及基

7、因定位整合，基因定量表达、组织特异性表达等进行深入研究。基因定量表达、组织特异性表达等进行深入研究。l乳腺生物反应器乳腺生物反应器1987年，首次小鼠乳腺中表达组织型纤溶酶原激活剂年，首次小鼠乳腺中表达组织型纤溶酶原激活剂tpa蛋白。至今国际上转基因羊、转基因牛等的成功报道实例蛋白。至今国际上转基因羊、转基因牛等的成功报道实例已有已有10多种，生产出抗胰蛋白酶、乳铁蛋白、人凝血蛋白多种，生产出抗胰蛋白酶、乳铁蛋白、人凝血蛋白因子因子、蛋白质、蛋白质c等药用蛋白。国外经济学家预期，等药用蛋白。国外经济学家预期，10年年后，转基因动物生产的药物销售额超过后，转基因动物生产的药物销售额超过250亿美

8、元。亿美元。15l第一阶段是细菌基因工程第一阶段是细菌基因工程l第二阶段是动物细胞基因工程第二阶段是动物细胞基因工程l第三阶段是转基因动物第三阶段是转基因动物乳腺生物反应器乳腺生物反应器。l特点：特点：乳腺是自我封闭系统，乳腺表达蛋白质不回流到血液循环系统，乳腺是自我封闭系统，乳腺表达蛋白质不回流到血液循环系统，避免外源基因表达的蛋白质对动物本身的影响；避免外源基因表达的蛋白质对动物本身的影响；乳腺组织是一种有效的蛋白质合成器。一头奶牛一年可生产乳乳腺组织是一种有效的蛋白质合成器。一头奶牛一年可生产乳蛋白蛋白250300kg。如果有百分之一的乳蛋白代换成医用蛋白，。如果有百分之一的乳蛋白代换成

9、医用蛋白，产量十分可观。产量十分可观。乳腺分泌的基因产物产量高，易提纯。表达蛋白经过修饰加工，乳腺分泌的基因产物产量高，易提纯。表达蛋白经过修饰加工，具有稳定生物活性。接近天然产品。具有稳定生物活性。接近天然产品。动物乳腺表达外源基因可以遗传，可常规繁殖生产群体。动物乳腺表达外源基因可以遗传，可常规繁殖生产群体。16六、转基因动物研究存在的问题六、转基因动物研究存在的问题l转基因动物的低效性转基因动物的低效性l转入基因引起完整基因突变转入基因引起完整基因突变l转入基因表达混乱转入基因表达混乱l病毒转基因对宿主的影响病毒转基因对宿主的影响l转基因动物模型与预期不符转基因动物模型与预期不符l乳腺反

10、应器的完善乳腺反应器的完善l转基因动物及产品的认可转基因动物及产品的认可171 1、研究基因的结构与功能，了解动物生命现、研究基因的结构与功能，了解动物生命现象的内在本质。象的内在本质。2 2、建立多种疾病的动物模型，研究发病机理建立多种疾病的动物模型，研究发病机理及治疗方法。及治疗方法。3 3、改善动物生产性能，提高动物育种效率。、改善动物生产性能，提高动物育种效率。4 4、作为医用或食用蛋白的生物反应器。可以、作为医用或食用蛋白的生物反应器。可以通过家畜乳腺分泌大量安全、高效、廉价的人通过家畜乳腺分泌大量安全、高效、廉价的人体药用蛋白。体药用蛋白。1819基因敲除（基因敲除（gene kn

11、ock outgene knock out）20212223 1997年年2月月22日，英国日，英国“nature”刊登了爱丁堡罗斯林研究所刊登了爱丁堡罗斯林研究所维尔穆特的研究成果，即维尔穆特的研究成果，即“多莉多莉”羊的克隆成功，从此震惊了世羊的克隆成功，从此震惊了世界。界。241998年年4月与威尔士山羊戴维产下邦尼，证明了克月与威尔士山羊戴维产下邦尼，证明了克隆动物也能生育。隆动物也能生育。2003.2.14日苏格兰向外界宣布：日苏格兰向外界宣布：多莉因早衰并患有肺炎，被迫实施了安乐死。多莉因早衰并患有肺炎，被迫实施了安乐死。由于早由于早衰问题，人们衰问题，人们怀疑怀疑“多莉多莉是穿着羔羊服装的老羊是穿着羔羊服装的老羊” 。2526 细胞核移植得到的个体都叫做细胞核移植得到的个体都叫做克隆克隆。 核移植核移植是指利用显微外科手术的方法将是指利用显微外科手术的方法将胚胎细胞胚胎细胞或或成体细胞成体细胞的细胞核移人去核的卵母细胞中，构建成的细胞核移人去核的卵母细胞中，构建成重组胚，通过体内或体外培养、胚胎移植，产生与重组胚，通过体内或体外培养、胚胎移