第八章 动物基因工程

1、1现代生物技术（生物工程）的概念现代生物技术（生物工程）的概念 建立在分子遗传学、生物化学、微生物学以及化学工程、建立在分子遗传学、生物化学、微生物学以及化学工程、计算技术等基础上的现代生物技术，是计算技术等基础上的现代生物技术，是20世纪后半叶蓬勃发世纪后半叶蓬勃发展起来的新技术领域，为人类保健、农牧业、食品工业、环展起来的新技术领域，为人类保健、农牧业、食品工业、环境保护等提供了强大的发展动力。境保护等提供了强大的发展动力。 现代生物技术的内涵非常广泛并不断发展，目前主要有：现代生物技术的内涵非常广泛并不断发展，目前主要有：基因工程基因工程 细胞工程细胞工程 蛋白质工程蛋白质工程 酶工程酶

2、工程 糖工程糖工程 环境生环境生物工程物工程 转基因动物转基因动物 克隆动物克隆动物 基因治疗基因治疗 生物制药生物制药 生物生物信息学信息学 高级生物传感器高级生物传感器 2一、重组DNA技术的建立 1972年美国斯坦福大学的年美国斯坦福大学的Berg获得了获得了SV40和和DNA重组重组的的DNA分子分子 1973年美国斯坦福大学的年美国斯坦福大学的Cohen 等人，将大肠杆菌等人，将大肠杆菌R6-5质粒质粒DNA（含卡那霉素抗性基因）和大肠杆菌（含卡那霉素抗性基因）和大肠杆菌pSC101质粒质粒DNA（含四环素素抗性基因）重组后转化大肠杆菌，产生同（含四环素素抗性基因）重组后转化大肠杆菌

3、，产生同时表现出两种抗性的细菌。时表现出两种抗性的细菌。 Cohen与与Boyer等合作，将非洲爪蟾编码核糖体的基因等合作，将非洲爪蟾编码核糖体的基因同同pSC101质粒构成重组质粒构成重组DNA分子，并导入大肠杆菌，证实分子，并导入大肠杆菌，证实动物基因进入了细菌细胞，并在细菌细胞中增殖和转录产生动物基因进入了细菌细胞，并在细菌细胞中增殖和转录产生相应的相应的mRNA。3 Berg P、Cohen和和Boyer等人的工作是世界上第一次实现等人的工作是世界上第一次实现DNA体外重组，建立了第一个基因克隆系统（质粒体外重组，建立了第一个基因克隆系统（质粒大肠杆菌），大肠杆菌），导致了一个全新的生

4、物技术学科和产业导致了一个全新的生物技术学科和产业基因工程的诞生。基因工程的诞生。 基因工程的诞生打破了物种的界限，实现了物种间的基因交基因工程的诞生打破了物种的界限，实现了物种间的基因交流，在实验室里对生物直接进行改造，为生命科学的研究开辟流，在实验室里对生物直接进行改造，为生命科学的研究开辟了新的领域、注入了新的方法，为提高人类的生活质量和健康了新的领域、注入了新的方法，为提高人类的生活质量和健康水平开辟了新的途径，在农业、工业、医药等领域有巨大的应水平开辟了新的途径，在农业、工业、医药等领域有巨大的应用前景用前景4 基因工程的概念基因工程的概念 基因工程是一种基因工程是一种DNA重组技术

5、重组技术,在分子水平上进在分子水平上进行遗传操作，按设计的蓝图，从供体中提取或人工合成行遗传操作，按设计的蓝图，从供体中提取或人工合成目的基因，令其与载体构建成重组目的基因，令其与载体构建成重组DNA，再转移到受体，再转移到受体细胞，目的基因在细胞中表达获得新的遗传性状细胞，目的基因在细胞中表达获得新的遗传性状 基因工程的操作程序：获取目的基因基因工程的操作程序：获取目的基因目的基目的基因与载体构建重组因与载体构建重组DNA分子分子重组重组DNA分子转移至受分子转移至受体细胞体细胞转化细胞的扩增、鉴定和筛选转化细胞的扩增、鉴定和筛选5一、限制性内切酶一、限制性内切酶 （一）分类与命名（一）分类

6、与命名 酶有几千种，分为酶有几千种，分为6大类：氧化还原酶、转移酶、大类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶。水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶。 基因工程中常用作用于核酸的酶，包括水解酶、基因工程中常用作用于核酸的酶，包括水解酶、修饰酶、聚合酶等修饰酶、聚合酶等 水解酶分为内切酶和外切酶水解酶分为内切酶和外切酶 内切酶在核酸链内部切割，生成寡核苷酸；外切内切酶在核酸链内部切割，生成寡核苷酸；外切酶从核酸链的末端开始，渐进式地水解核酸链，逐渐酶从核酸链的末端开始，渐进式地水解核酸链，逐渐释放单核苷酸。释放单核苷酸。6l能识别双链能识别双链DNA分子中一段特异的核苷酸序列，分子中一段

7、特异的核苷酸序列，在这一段序列内将双链在这一段序列内将双链DNA分子切断。分子切断。l功能：降解外来功能：降解外来DNA分子，以限制分子，以限制(restriction )或阻止病毒侵染或阻止病毒侵染l是细菌细胞为防御异源遗传物质进入的一种有是细菌细胞为防御异源遗传物质进入的一种有效方式。效方式。7l第第类限制性酶：每隔一段类限制性酶：每隔一段DNA序列随机切割双链序列随机切割双链DNA分子，没有序列特异性分子，没有序列特异性l第第类限制性酶：能识别一段特异的类限制性酶：能识别一段特异的DNA序列，准确序列，准确地酶切双链地酶切双链DNA的特异序列的特异序列识别的序列是对称的，即在一条链中从识

8、别的序列是对称的，即在一条链中从5到到3方向方向的序列，与其互补链从的序列，与其互补链从5到到3方向的序列完全相同。方向的序列完全相同。这种从两个方向阅读而序列相同的序列称为这种从两个方向阅读而序列相同的序列称为回纹对回纹对称序列称序列(palindrome)（EcoR）另一类酶，如另一类酶，如Sma，它们酶切，它们酶切DNA双链后，产生双链后，产生的的DNA片段具有平齐末端片段具有平齐末端(blunt ends) 891011属名种名菌株类型发现的顺序属名种名菌株类型发现的顺序12 重组重组DNADNA分子分子 匹配末端的连接匹配末端的连接 同一种酶切割不同同一种酶切割不同DNADNA分子产

9、生相同的突出末端；或不同酶切割不同分子产生相同的突出末端；或不同酶切割不同DNADNA分子产生相同的突出末端，可在连接酶作分子产生相同的突出末端，可在连接酶作用下连接为重组用下连接为重组DNADNA分子。分子。 平端连接平端连接 可直接连接，但效率较低。可直接连接，但效率较低。 不匹配黏端的连接不匹配黏端的连接 先补平先补平(Klenow(Klenow) )或或修平修平(S1)(S1)后再连接。后再连接。 绘制物理图谱（限制性内切酶图谱）绘制物理图谱（限制性内切酶图谱）13 二、二、DNADNA聚合酶聚合酶 （一）（一）DNADNA聚合酶的类型聚合酶的类型 依赖依赖DNA的的DNA聚合酶聚合酶

10、、DNA聚合酶聚合酶大片大片段（段（Klenow）、）、T4 DNA聚合酶、聚合酶、T7 DNA聚合酶、修饰的聚合酶、修饰的T7 DNA聚合酶、聚合酶、Taq DNA聚合酶。聚合酶。 不依赖不依赖DNA的的末端转移酶末端转移酶 依赖依赖RNA的的反转录酶反转录酶1415 三、三、DNADNA连接酶连接酶 该酶的用途是将带匹配黏端的双链该酶的用途是将带匹配黏端的双链DNA或平或平端双链端双链DNA片段的片段的5- P 与另一也带相应缺口的与另一也带相应缺口的DNA片段的片段的3 - OH 连接起来连接起来 四、甲基化酶、核酸酶等（从略四、甲基化酶、核酸酶等（从略）16 载体是指将外源载体是指将外

11、源DNA片段运送进宿主细胞进行扩增或表片段运送进宿主细胞进行扩增或表达的运载工具达的运载工具 克隆载体克隆载体克隆了外源克隆了外源DNA后，转入宿主细胞中进行后，转入宿主细胞中进行繁殖，使克隆的繁殖，使克隆的DNA片段数量大大增加片段数量大大增加 表达载体表达载体将外源基因或将外源基因或DNA片段在宿主细胞中表达片段在宿主细胞中表达蛋白质蛋白质 插入型载体插入型载体将外源基因或将外源基因或DNA插入其中插入其中 置换型载体置换型载体切除载体部分切除载体部分DNA，代之以外源基因或，代之以外源基因或DNA。17 能在宿主细胞中大量复制，得到大量的重组能在宿主细胞中大量复制，得到大量的重组DNA分

12、子分子 载体上的内切酶位点对于一种酶来说只能有一载体上的内切酶位点对于一种酶来说只能有一个（置换型载体上被置换片段的两侧各有一个个（置换型载体上被置换片段的两侧各有一个内切酶位点）内切酶位点） 克隆载体要有复制起点，表达载体要有启动子克隆载体要有复制起点，表达载体要有启动子 载体上要有报告基因或选择标记基因载体上要有报告基因或选择标记基因 在不影响载体复制和表达的在不影响载体复制和表达的DNA序列上有内切序列上有内切酶酶切位点酶酶切位点18 一、质粒载体一、质粒载体 质粒质粒是一种存在于细菌细胞质中，独立于细是一种存在于细菌细胞质中，独立于细菌菌染色体而自然存在的，在细菌体内染色体而自然存在的

13、，在细菌体内能进行自我能进行自我复制、易分离和导入的复制、易分离和导入的DNA环环状双链状双链分子分子 质粒大小相差很大（从小于质粒大小相差很大（从小于1Kb到大于到大于500Kb），都有一个复制起点。），都有一个复制起点。 亲缘关系密切的两种质粒不能在同一宿主细亲缘关系密切的两种质粒不能在同一宿主细胞中稳定地共存，称为质粒的不亲和性。胞中稳定地共存，称为质粒的不亲和性。 只能在特定宿主细胞中复制的称为窄宿主范只能在特定宿主细胞中复制的称为窄宿主范围质粒；可以在多种宿主细胞中复制的称为广宿围质粒；可以在多种宿主细胞中复制的称为广宿主范围质粒。主范围质粒。19 严谨型质粒严谨型质粒每个细胞中有每

14、个细胞中有1-2个拷贝，具有个拷贝，具有自身传递能力，分子量大。自身传递能力，分子量大。 松弛型质粒松弛型质粒每个细胞中有每个细胞中有10-100个拷贝，个拷贝，不具有自身传递能力，分子量小。基因工程常用不具有自身传递能力，分子量小。基因工程常用此类质粒。此类质粒。 常用的质粒有：常用的质粒有：pBR322、Psc101、ColE1、Psc134等。等。 质粒载体一般能克隆质粒载体一般能克隆10Kb左右的左右的DNA片段。片段。20 利用利用PCRPCR克隆目的基因克隆目的基因 反向反向PCR（inverse PCR,I-PCR）克隆基因组）克隆基因组DNA片段片段 I-PCR是根据已知序列扩

15、增其旁侧序列的方法。所用是根据已知序列扩增其旁侧序列的方法。所用的引物与正常的的引物与正常的PCR引物方向相反引物方向相反 反转录反转录PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)合合成成cDNA RT-PCR是以是以mRNA为模板，在逆转录酶作用下合为模板，在逆转录酶作用下合成成cDNA，再复制成双链，再复制成双链DNA21 二、基因组文库的构建与基因克隆二、基因组文库的构建与基因克隆 基因组文库的概念基因组文库的概念 需要将某种生物全部基因组的遗传信息，需要将某种生物全部基因组的遗传信息，儲儲存在可存在可以长期保存的、稳定的重组体中，以便需要时即可应用。以长期

16、保存的、稳定的重组体中，以便需要时即可应用。这种保存基因组信息的材料，称为基因文库。这种保存基因组信息的材料，称为基因文库。 当需要某一目的基因时，就可在基因组文库寻找，一当需要某一目的基因时，就可在基因组文库寻找，一般采用核酸探针的方法，从文库中般采用核酸探针的方法，从文库中“钓出钓出”某基因。某基因。22 基因组文库的构建基因组文库的构建 1DNA片段的制备片段的制备 分离纯化基因组分离纯化基因组DNA 用限制酶完全酶切或部分酶切用限制酶完全酶切或部分酶切2DNA片段与载体的连接片段与载体的连接 选择合适的载选择合适的载体体 3体外包装和基因组文库的扩增体外包装和基因组文库的扩增 包装入噬

17、包装入噬菌体进行感染，或转化使质粒菌体进行感染，或转化使质粒DNA进入细胞进入细胞 4重组重组DNA的筛选和鉴定的筛选和鉴定 23 三、基因的人工合成三、基因的人工合成 如果已知某基因的核苷酸序列，或者通过基因产物的如果已知某基因的核苷酸序列，或者通过基因产物的氨基酸序列推导出基因的核苷酸序列，就可将单核苷酸或氨基酸序列推导出基因的核苷酸序列，就可将单核苷酸或寡核苷酸一个一个缩合起来，成为一个基因的核苷酸序列。寡核苷酸一个一个缩合起来，成为一个基因的核苷酸序列。连接的两个分子各有一端被封闭。连接的两个分子各有一端被封闭。 先合成分别属于双链序列的先合成分别属于双链序列的8-12碱基的片段，两个

18、片碱基的片段，两个片段的对应部分配对后留有粘性末端，第三个片段再连接上段的对应部分配对后留有粘性末端，第三个片段再连接上去，不断延伸直至全部合成去，不断延伸直至全部合成24 第五节第五节 DNA体外重组和基因转移体外重组和基因转移 一、载体与基因的连接一、载体与基因的连接 常用的连接方式有：粘性末端连接法、平头末端连接常用的连接方式有：粘性末端连接法、平头末端连接法、人工接头连接法、同聚物加尾连接法。法、人工接头连接法、同聚物加尾连接法。 （一）粘性末端连接法（一）粘性末端连接法 相同限制酶切位点连接法相同限制酶切位点连接法同一的限制酶切割不同同一的限制酶切割不同DNA会产生相同的粘性末端，会

19、产生相同的粘性末端，在连接酶的作用下，不同在连接酶的作用下，不同DNA相同的粘性末端形成磷酸二相同的粘性末端形成磷酸二酯键而连接起来酯键而连接起来25 （二）（二） 外源基因向真核细胞转入外源基因向真核细胞转入 1 1借助于载体的基因转移借助于载体的基因转移 主要是以重组的动物病毒和逆转录病毒直接感染受体主要是以重组的动物病毒和逆转录病毒直接感染受体细胞，把外源细胞，把外源DNA引入引入 逆转录病毒的特点：逆转录病毒的特点： 病毒基因组为单链病毒基因组为单链RNA，感染期间为双链，感染期间为双链DNA DNA能整合进细胞并复制能整合进细胞并复制 DNA在动物通过生殖细胞传递到下一代；在动物通过

20、生殖细胞传递到下一代； 带有对复制有重要意义的基因：带有对复制有重要意义的基因：gag（结构蛋白）、（结构蛋白）、pol（DNA聚合酶）、聚合酶）、env（被膜糖蛋白）（被膜糖蛋白）26 2 2不需载体的基因转移不需载体的基因转移 磷酸钙沉淀法磷酸钙沉淀法 细胞具有摄取磷酸钙沉淀的双链细胞具有摄取磷酸钙沉淀的双链DNA的能力的能力 将待转移的将待转移的DNA加入氯化钙和磷酸盐，生成加入氯化钙和磷酸盐，生成DNA-磷磷酸钙沉淀，加入培养液中酸钙沉淀，加入培养液中 由于细胞的吞噬作用，由于细胞的吞噬作用，DNA-磷酸钙沉淀物进入细胞，磷酸钙沉淀物进入细胞，DNA释出后先进入细胞质、再进入细胞核，整

21、合到受体细释出后先进入细胞质、再进入细胞核，整合到受体细胞的染色体上胞的染色体上27 脂质体介导法脂质体介导法 脂质体是磷脂在水中形成的一种由脂类双分子层围成的囊状结构脂质体是磷脂在水中形成的一种由脂类双分子层围成的囊状结构 形成囊状结构可将形成囊状结构可将DNA包在其中包在其中 带有外源带有外源DNA的脂质体通过细胞的内吞作用进入受体细胞，的脂质体通过细胞的内吞作用进入受体细胞，达到基因转移的目的达到基因转移的目的 血影细胞介导法血影细胞介导法 血影细胞：哺乳动物细胞溶血，使血红蛋白大量逸出，最后成血影细胞：哺乳动物细胞溶血，使血红蛋白大量逸出，最后成为仅有被细胞膜包被的细胞核结构为仅有被细

22、胞膜包被的细胞核结构 血红蛋白大量逸出时，外源血红蛋白大量逸出时，外源DNA也容易进入。让血影细胞与受也容易进入。让血影细胞与受体细胞在适当条件下发生细胞融合，从而使外源体细胞在适当条件下发生细胞融合，从而使外源DNA导入受体导入受体细胞细胞 电转移法电转移法 受体细胞与外源受体细胞与外源DNA按一定比例混合后，放入电脉冲槽中，按一定比例混合后，放入电脉冲槽中，经用脉冲电压刺激，外源经用脉冲电压刺激，外源DNA即可进入细胞（或受精卵）即可进入细胞（或受精卵）28 第六节第六节 重组体的鉴定与筛选重组体的鉴定与筛选一、遗传检测法一、遗传检测法 （一）抗体筛选法（一）抗体筛选法 利用载体上的抗性基

23、因对阳性克隆作初步的筛选。如利用载体上的抗性基因对阳性克隆作初步的筛选。如pUC19质粒中有质粒中有Ampr 基因，为宿主细胞提供氨苄青霉素抗性。基因，为宿主细胞提供氨苄青霉素抗性。 将转化后的细胞涂布在含氨苄青霉素的培养基中培养将转化后的细胞涂布在含氨苄青霉素的培养基中培养 大部分受体细胞没有外源大部分受体细胞没有外源DNA导入，其本身又没有导入，其本身又没有Ampr 基因，所以在培养基中不能生长。基因，所以在培养基中不能生长。 在含有外源在含有外源DNA的受体细胞中，只有含有质粒自连或者质的受体细胞中，只有含有质粒自连或者质粒与目的粒与目的DNA形成重组子的受体细胞由于含形成重组子的受体细

24、胞由于含Ampr 基因，能在基因，能在培养基中生长。培养基中生长。 29 （二）插入失活选择法（二）插入失活选择法 当外源当外源DNA插入到载体的某一基因中间时，该基因就插入到载体的某一基因中间时，该基因就不能表达，这种现象称为插入失活。不能表达，这种现象称为插入失活。 例如，例如，pBR322有四环素抗性基因有四环素抗性基因（Tetr）和氨苄青霉素）和氨苄青霉素抗性基因抗性基因（Ampr），在），在Tetr基因内基因内有有BamH和和Sal两种两种限制酶位点，如果在这两个位点中有外源限制酶位点，如果在这两个位点中有外源DNA插入，都会插入，都会导致导致Tetr基因失活。基因失活。 将转化后的

25、细胞分别培养在含氨苄青霉素和四环素的培将转化后的细胞分别培养在含氨苄青霉素和四环素的培养基中，便可检出转化子细胞养基中，便可检出转化子细胞。3031 三、核酸分子鉴定法三、核酸分子鉴定法 Southern blot(Southern印迹试验印迹试验) 原理原理利用硝酸纤维薄膜（或滤纸、尼龙膜）具有利用硝酸纤维薄膜（或滤纸、尼龙膜）具有吸附吸附DNA的功能，先作的功能，先作DNA凝胶电泳，并将凝胶电泳的凝胶电泳，并将凝胶电泳的DNA区带吸附到膜上，然后在膜上进行同位素标记探针与区带吸附到膜上，然后在膜上进行同位素标记探针与被测样品只间的杂交，在通过放射自显影对杂交结果进行被测样品只间的杂交，在通

26、过放射自显影对杂交结果进行检测。检测。32 四、序列分析法四、序列分析法 测序分手工测序和自动测序。测序分手工测序和自动测序。 手工测序有双脱氧测序法和化学测序法，前者手工测序有双脱氧测序法和化学测序法，前者广泛使用。广泛使用。 自动测序可用全自动化的自动测序可用全自动化的DNA序列测序仪准序列测序仪准确快速测定确快速测定DNA序列。序列。33 DNA DNA自动测序自动测序 DNA自动测序仪根据自动测序仪根据Sanger的酶促反应原理，用的酶促反应原理，用4种荧光染料标记引物，这种荧光染料标记引物，这4种荧光在受到激光照射时会发种荧光在受到激光照射时会发出可以辩别的不同颜色。出可以辩别的不同

27、颜色。34l获取外源目的基因获取外源目的基因l外源目的基因导入生殖细胞或胚胎干细胞外源目的基因导入生殖细胞或胚胎干细胞l选择携带目的基因的细胞，选择体外培养系统和宿主动选择携带目的基因的细胞，选择体外培养系统和宿主动物物l转基因胚胎的发育及鉴定转基因胚胎的发育及鉴定l筛选所得的转基因动物筛选所得的转基因动物35l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 已交配的已交配的 取出 移植 受体动物受体动物 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

28、植的受孕率低受精卵移植的受孕率低。36l 整合胚胎移植的技术路线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90以上，外源基因整合率高，提高受孕率。37l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 动物胎儿成纤维细胞动物胎儿成纤维细胞 妊娠 取核 动物动物 去核 重组的重组的 体外培养 囊胚期囊胚期 胚胎移植 卵细胞卵细胞 受精

29、卵受精卵 胚胎胚胎 受体动物子宫受体动物子宫 l特点：体细胞核移植；核移植前导入目的基因。38l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 逆转录病毒逆转录病毒 妊娠 精子精子 感染 体外受精 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。39l 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

30、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 4041424344l改良动物经济性状的尝试改良动物经济性状的尝试试图通过转移单个基因改良动物经济性状的研究，至今仍试图通过转移单个基因改良动物经济性状的研究，至今仍未见成功的报道，尚需对性状表现的生化代谢途径，有关未见成功的报道，尚需对性状表现的生化代谢途径，有关基因的相互作用以及基因定位整合，基因定量表达、组织基因的相互作用以及基因定位整合，基因定量表达、组织特异性表达等进行深入的研究。特异性表达等进行深

31、入的研究。l乳腺生物反应器的研究乳腺生物反应器的研究1987年，年，Gordon首次报道小鼠乳腺中表达首次报道小鼠乳腺中表达tPA蛋白。至今蛋白。至今国际上转基因羊、转基因牛等的成功报道实例已有国际上转基因羊、转基因牛等的成功报道实例已有10多种，多种，生产出抗胰蛋白酶、乳铁蛋白、人凝血蛋白因子生产出抗胰蛋白酶、乳铁蛋白、人凝血蛋白因子、蛋白、蛋白质质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年后，转基因动年后，转基因动物生产的药物销售额超过物生产的药物销售额超过250亿美元。亿美元。45l基因药物生产第一阶段是细菌基因工程，第二阶段是动物细基因药物生产第一阶段是细菌基

32、因工程，第二阶段是动物细胞基因工程，第三阶段是转基因动物胞基因工程，第三阶段是转基因动物乳腺生物反应器。具乳腺生物反应器。具有以下特点：有以下特点：乳腺是自我封闭系统，乳腺表达的蛋白质不回流到血液循乳腺是自我封闭系统，乳腺表达的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；环系统，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产乳蛋白250300Kg，一只绵羊或山羊一年可生产乳蛋白，一只绵羊或山羊一年可生产乳蛋白2530Kg。如果有百分之一的乳蛋白代换成医用蛋白，产量

33、。如果有百分之一的乳蛋白代换成医用蛋白，产量十分可观。十分可观。乳腺分泌的基因产物不但产量高，而且易提纯。表达的蛋乳腺分泌的基因产物不但产量高，而且易提纯。表达的蛋白经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。生物活性接白经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。生物活性接近天然产品。近天然产品。在动物乳腺表达的外源基因可以遗传，可用常规技术繁殖在动物乳腺表达的外源基因可以遗传，可用常规技术繁殖生产群体。生产群体。46l 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

34、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47l人类遗传疾病有人类遗传疾病有5000多种，基本上不可能用常规的方法治多种，基本上不可能用常规的方法治疗。个别病例只能对症疗法，减轻症状，但不能治愈。基疗。个别病例只能对症疗法，减轻症状，但不能治愈。基因治疗可能是唯一的方法。因治疗可能是唯一的方法。l基因治疗（基因治疗（gene therapy）是向靶细胞导入外源基因，以纠）是向靶细胞导入外源基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗遗传病的目的。正或补偿基因的缺陷，达到治疗遗传病的目的。l1990年，美国国家卫生院（年，美国国家卫生院（NIH）重组）重组DNA咨询委员会咨询委员会（RAC）批准治疗腺苷脱氨酶（）批准治疗腺苷脱氨酶（ADA）的临床治疗方案，）的临床治疗方案，2个病例症状有改善。个病例症状有改善。l1991年上海复旦大学与第二军医大学合作用基因疗法治疗年上海复旦大学与第二军医大学合作用基因疗法治疗血友病血友病B的临床试验，患者症状有所改善的临床试验，患者症状有所改善48 1. 基因调控治疗 从基因水平调控缺陷基因的表