轉基因動物技術的研究成果和前景展望

[摘 要] 轉基因動物是現代生物技術中一個舉足輕重的研究領域，目前已有轉基因小鼠、豬、牛、魚、雞等多種轉基因動物問世。文章論述了轉基因動物技術的原理、技術方法，以及轉基因動物研究的部分成果，同時也指出了轉基因動物存在的不足，展望了其發展前景。

[關鍵詞] 轉基因 成果 問題 展望

轉基因動物技術從誕生的那天起，就在改良畜禽生產性狀、提高畜禽抗病力，以及利用轉基因畜禽生產非常規畜牧產品(如人類藥用蛋白)等方面顯示了廣闊的應用前景。盡管轉基因動物技術的實際應用還有許多關鍵性的技術問題需要解決，但科學家們還是對其寄予了厚望。隨著基因工程技術的不斷發展，轉基因動物技術將會不斷得到完善，從而在未來的社會生產中大顯身手。

一、轉基因技術的定義

將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中，由于導入基因的表達，引起生物體的性狀的可遺傳的修飾，這一技術稱之為轉基因技術。通俗的講:轉基因技術就是指利用分子生物學技術，將某些生物的基因轉移到其他物種中，改造生物的遺傳物質，使遺傳物質得到改造的生物在性狀、營養和消費品質等方面向人類需要的目標轉變。

二、轉基因動物技術的定義

所謂轉基因動物，是用實驗的方法，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，并能傳給后代。世界上第一只轉基因動物巨鼠，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。

目前常用的動物轉基因技術可以分為:(1)融合法，包括細胞融合，微細胞介導融合等;(2)化學法，包括DNA-磷酸鈣沉淀法、DEAE-葡聚糖法、染色體介導法等;(3)物理法，包括顯微注射法、電脈沖法、細胞凍存法等;(4)病毒感染法，包括重組DNA病毒感染、重組RNA病毒感染等。但真正成熟并可以穩定生產轉基因動物的方法只有三種，即核顯微注射DNA法、精子介導法和核移植法等基因轉移方法。

三、轉基因動物技術的研究成果

1.利用轉基因動物技術提高畜禽抗病力

利用轉基因技術有可能在較短時間內培育出抗病力強的畜禽品種或種群。我國湖北畜牧所與同濟醫科大學合作，已經獲得表達外源hDAF的豬7頭。使用轉基因技術不僅可以加快動物改良進程，使選擇效率提高，改良機會增多，而且不會受到有限繁殖的限制，是一項極有前途的研究領域。1986年，中國科學家第一次把生長激素基因成功地轉移到金魚體內，以后又成功地把人類、小鼠和其他魚類的基因轉移到多種魚體內。美國科學家也成功地把某種生長基因轉移到另一種魚體內，轉基因魚生長速度加快了，體型變大了。這就是人們稱謂的了“蘭色革命”。

在對畜禽類病原體基因組結構進行深入研究的基礎上，可將病原體致病基因的反義基因導入畜禽細胞，使侵入畜禽機體的病原體所產生的mRNA不能表達，從而起到抗病作用。1988年，有人將小鼠抗流感基因轉入了豬體內，使轉基因豬增強了對流感病毒的抵抗能力。

2.利用轉基因動物技術改造動物糞便改善環境

攜帶細菌基因的轉基因豬可產生更清潔，污染更少的綠肥。這些基因，可幫助豬除去食物中的磷酸鹽，從而有助減少豬畜牧業中產生的對農業有害的廢物。

在加拿大圭爾夫大學的豬研究小組成員Serge Golovan說:“植物含有許多有機磷，而普通豬不能使用它。”沒吸收的磷流散在環境中，危害溪流中的生物，產生溫室氣體。

轉基因豬經過遺傳修飾，在唾液中產生肌醇六磷酸酶，從而可以吸收植物中的磷，而普通豬是不能消化磷的。對轉基因豬產生的肥料進行分析發現，他們比普通豬的排磷量減少了75%。

圭爾夫大學研究小組使用來自大腸桿菌的肌醇六磷酸酶基因，將該基因插入到豬基因組中，豬的唾液中產生這種酶。這種污染性小的豬所排泄的磷比食用肌醇六磷酸酶的豬要少得多。

3.利用轉基因動物技術生產“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、細胞等生物工程制藥相比，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，不必再進行后加工。而以往微生物、細胞等生物工程基因產物，要有后加工。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。

曾培育出世界上第一只克隆羊“多利”的英國羅斯林研究所，近日又取得了一項重大的科學突破:該研究所的科學家成功培育出世界上第一批能下“神奇雞蛋”的小雞。這種經過基因改造的小雞所下的蛋能用來制造治療癌癥和其他疾病的藥物。這一重大科學突破無疑為大規模生產藥物提供了非常廣闊的前景。科學家用于研究的小雞名為“依沙褐殼蛋雞”，這種法國品種雞每年可下約300顆雞蛋。經過基因改造后的“依沙褐殼蛋雞”，其DNA中含有人為加入的人類基因，當母雞生下蛋后，科學家就能從雞蛋的蛋白中提取用來制造藥物的蛋白質。

4.利用轉基因動物技術生產玩賞動物

利用轉基因動物技術可以生產如同貓一樣大的小馬，如同鼠一樣大的兔子，以及各種不同毛色和花紋的觀賞動物。

2003年，美國得克薩斯的一家公司宣布，經過轉基因技術他們已經研制出能發熒光的小型熱帶魚——“熒光魚”。這種“光芒四射”的紅色熒光魚，是利用轉基因技術得到商標注冊的第一種商業性熒光寵物魚。改基因后的斑馬魚散發出粉紅色熒光，遠看像金魚一樣。目前，公司以GloFish的商標對紅色熒光魚進行了注冊，這標志著轉基因熒光魚可以被當作家庭寵物出售。

斑馬魚是一種常見的觀賞魚，身上有黑白相間的條紋。熒光斑馬魚被分別轉入了水母綠色熒光蛋白或者珊瑚蟲紅色熒光蛋白的基因，在紫外線的照射下，能夠發出綠光或紅光。熒光魚作為觀賞魚在市場上銷售，是第一種上市的轉基因動物。

5.利用轉基因動物技術改進動物品質

將外源基因導入家畜，能改進動物品質，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”面積數倍于貂皮，將使“貂皮”時裝進入尋常百姓家。

美國科學工作者在德克薩斯的豪斯頓農場試驗育成了世界首批基因工程牛。這是一種含不飽和脂肪少的瘦肉型牛，而且能產出適于喂養嬰兒的牛奶的奶牛。

這項在豪斯頓農場的研究始于20世紀80年代末，1989年3月他們獲得了第一頭轉基因牛，這一牛犢經檢測含有一種人雌性激素受體基因。研究者進行這項開創性試驗的目的在于希望帶有人雌性激素基因牛能加速生長。

在前一項試驗后的幾年中，他們仍采用轉基因的方法又培育出了兩頭新類型牛，這兩頭轉基因牛能產出胰島素生長因子。實驗者的目標是想利用外加的生長因子使牛長出更多的肌肉以提高肉類產量。進一步的試驗表明實驗場新出生的牛已攜帶有被導入的基因，其表型性狀變化也實現了預期目標。

四、轉基因動物開發存在的問題及前景展望

到目前為止，人類開發轉基因動物已經歷了20多年。從取得的初步成果看，轉基因動物的研究成果在提高生產能力，改善肉和奶的質量，生產生物醫藥產品，研究人類疾病模型，特別是在治療人類的疑難病癥方面都顯示出了廣闊的應用前景。轉基因動物已深刻地影響到農業、畜牧業、醫藥業等許多重要領域，同時也推動了生命科學的發展。

然而，轉基因動物，特別是轉基因家畜的外源基因整合率和表達率較低，一些轉基因動物多病、死亡率高和不育現象等嚴重地制約著轉基因動物的開發利用，這一切正是我們在研究過程中迫切需要解決的問題。另外，轉基因動物產品安全性問題及法規的制定尚處于探索階段。

盡管存在著各種問題，由于轉基因動物技術在生命科學、臨床醫學、食品工業、畜牧業生產和環境保護等重要領域的巨大的適用價值，各國政府在該領域的支持力度有增無減，相關的專家學者對解決這些難題多持樂觀態度，普遍認為轉基因技術是今天和未來高科技領域的佼佼者。

參考文獻:

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