转基因动物生物技术

转基因动物技术目录24概述31应用前景33技术环节安全问题5展望未来概述1976年Jaenisch等获得含有SV40DNA的嵌合体小鼠。1980年，Gordon应用显微注射法首次成功地将重组的外源DNA直接注入小鼠受精卵雄原核中，获得了携带外源基因小鼠。1982，Palmiter将大鼠的生长激素基因用微注射方法导入小鼠的受精卵中获得巨型小鼠（supermouse），从而在理论上和实践意义上都将转基因技术提高一步，引起生物学界极大的关注，为基因工程育种提供诱人的前景。早期以提高生长为主到现在的以生产药用蛋白和可移植的器官转基因技术

转基因技术：是把已知基因转移到真核细胞，并整合到基因组中得到稳定表达的技术。它是改变物种遗传性状的最根本途径。

转基因动物

转基因动物：是指基因组中整合有外源基因的一类动物。整合到动物基因组上的外源结构基因称为转基因。

转基因动物技术

转基因动物技术：是将外源基因或体外重组的基因结构转移到动物的受精卵内，使其在动物体内得到整合和表达，以产生具有新遗传特征或性状的动物，并能将新的遗传信息稳定地遗传给后代，获得外源基因系或转基因群，或者是外源基因在特定调控元件的作用下在某些宿主组织中进行独立的复制，并在一定时间内表达外源蛋白（生物反应器）。制备转基因动物的基本流程1、目的基因克隆和体外重组1）人工合成2）互补DNA（cDNA）的克隆3）DNA克隆2、外源基因的导入将目的基因转入→培养→产下后代3、外源DNA整合、转录及表达的分子检测是否是转基因动物转基因的导入方法显微注射法逆转录病毒感染胚胎法胚胎干细胞法精子载体法细胞核移植法转基因导入方法生殖细胞转染法显微注射法►

显微注射法是通过显微操作仪将外源基因直接注射到受精卵的原核中，该法是产生最早且又最为有效的转基因方法。►但原核显微注射法技术难度比较大，不仅需要昂贵的仪器，而且需要一定的操作技巧。显微注射法

基因原核注入显微图像显微注射法基本流程逆转录病毒感染胚胎法

将外源基因重组到DNA病毒或RNA病毒上，再用重组的DNA病毒或RNA病毒去感染着床前后的胚胎，随后病毒基因插入到宿主胚胎基因组中，外源基因也自然整合到胚胎基因组中。

逆转录病毒感染胚胎法是近年来兴起的基因转移方法，操作相对简单而且感染后基因的整合效率高。胚胎干细胞法胚胎发育卵泡阶段的细胞能在培养基中体外增殖，当把他们重新输回胚胎胚泡后，仍保留着分化成其他细胞（包括生殖细胞）的能力，这些细胞称为多效性胚胎干细胞（ES）。ES在体外培养时可承受转基因操作而不影响其分化多效性，外源基因通过同源重组方式特异性整合在ES基因组内的一个非必需位点上，构成工程化胚胎干细胞，工程化胚胎干细胞经筛选鉴定和体外扩增，再输回小鼠胚胎胚泡中，最终形成转基因动物。

胚胎干细胞法胚胎干细胞法生产转基因动物的流程图精子载体法精子载体法是精子和外源DNA混合培养时，外源DNA可直接进入精子的头部，通过受精将外源基因引入动物细胞中。外源DNA导入精细胞的方法有DNA与精子共育法、点穿孔导入法、脂质体转染法。精子载体法精子载体法生产转基因的基本流程细胞核移植法

细胞核移植技术，就是将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使后者不经过精子穿透等有性过程即无性繁殖即可被激活、分裂并发育成新个体，使得核供体的基因得到完全复制。以供体核的来源不同可分为胚细胞核移植与体细胞核移植两种。细胞核移植法细胞核移植法生产转基因动物的基本流程生殖细胞转染法生殖细胞转染法生产转基因动物的基本流程转基因动物技术应用前景

自20世纪80年代第一只转基因小鼠诞生起，人类就开始了对转基因动物的研究。随着研究的不断深入和实验技术的不断完善，有些转基因动物的成果已进入实用化和商业化的开发阶段。目前，转基因动物主要应用于医药、食品、生产等各个方面。在医学上的应用1.人类疾病动物模型

建立用于药物研究的适合基因治疗的转基因动物模型是转基因动物的重要方向。此模型具有准确、经济、试验次数少、显著缩短试验时间等优点。2、异体器官移植

器官移植是目前治疗器官功能衰竭等疾病的首选技术，为患者带来希望，利用转基因动物可以在动物体上培育人体器官，有效缓解器官供需日益突出的矛盾。在生产中的应用1、促进动物生长，提高生产性能利用动物转基因技术可以促进动物的生长发育，提高动物的生产性能。通过导入外源性生长激素基因，改造动物原有的基因组，从而达到加快动物生长速度，提高肉、蛋、奶等产品的产量，提高饲料利用率的目的。巨型鲑鱼许多动物的生长速度取决于体内生长激素的含量。我们可以用转基因技术往动物体转入生长激素基因，用此方法培育的转基因鲑鱼，在同一生长期内，平均重量是普通鲑鱼的11倍，成熟期也比普通鲑鱼快1倍。转基因鲑鱼(上)与同年龄的野生鲑鱼(下)2、提高抗病力和适应性对牛、羊等家畜和家禽进行基因转移，还可以有效提高家畜的抗病耐寒能力，改善其性状，促进了养殖业的发展。

3、动物生物反应器

动物生物反应器（bioreactor）是利用转基因活体动物，高效表达某种外源蛋白的器官或组织，进行工业化生产功能蛋白质的技术。动物生物反应器的研究开发重点是动物乳腺反应器和动物血液反应器。即，把人体相关基因整合到动物胚胎里，使生出的转基因动物血液中，或长大产生的奶汁中，含有人类所需要的不同蛋白质。这是当前生物技术的尖端和前沿研究项目。我国首例富含"鱼油"转基因克隆猪由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、军事医学科学院生物工程研究所和河北省玉田种猪场玉田县牧富种猪繁育有限公司合作，顺利培养出一头转ω－３脂肪酸去饱和酶基因的克隆猪。这种以往只在深海鱼体上大量存在的不饱和脂肪酸，有助于预防人类心血管疾病。安全问题

转基因技术给人类作出了巨大的贡献，是人类发展史上一次划时代的进步。然而，转基因技术的继续发展面临着一系列安全问题，已经在全球范围内引起了激烈的争论与普遍关注，主要集中在食品安全性和环境安全性两方面。1、食品安全性

对于转基因动物，有些外源基因及其启动子来自于病毒序列，有可能在受体动物体内发生同源重组或整合，形成新的病毒。外源基因在染色体内插入位点的不同也可能造成不同程度的基因改变，引起非预期效应。转基因动物还可能增加人畜共患病的风险，某些动物可能导致人类过敏性反应等。因此，对于转基因动物，我们必须提高警惕，要对转因食品进行严格的食用安全性评价。2、环境安全性转基因动物的目的基因在野生种中稳定下来也可能造成生态问题，可能使野生近缘种获得选择优势，影响生态系统中正常的物质循环和能量流动。另外，还可能会导致野生等位基因的丢失，从而造成遗传多样性的下降。

随着技术的发展，转基因动物的规模会越来越大，如果没有一套很好的跟踪、评估管理系统，势必从目前的可控状态变成无序的、不可控状态。因此，建立一套全球范围的转基因动物