哺乳動物轉基因技術的研究概況

【摘 要】本文闡述了哺乳動物轉基因技術的研究概況，主要介紹了哺乳動物轉基因技術的主要技術環節、哺乳動物轉基因技術存在的主要問題及其發展前景。

【關鍵詞】哺乳動物；轉基因技術；問題；發展前景

1980年，Gordn等人用顯微注射轉基因方法獲得了兩只轉基因小鼠。1982年，Palmiter和Brinster用此方法把大鼠的生長激素基因導入小鼠受精卵中，獲得體重是對照組2倍的“超級鼠”。[1]從此，哺乳動物轉基因技術迅速發展，轉基因兔、綿羊、豬等相繼問世。哺乳動物轉基因技術實現了哺乳動物間遺傳物質的交換和重組，已成為分子生物學研究的基本技術，并廣泛應用于科學研究的各個領域。哺乳動物轉基因技術的主要技術環節介紹如下。

1 目標基因克隆和體外重組[1]

1.1 人工合成

它是用DNA合成儀人工合成小片段堿基序列，一般不超過100個堿基。

1.2 互補DNA的克隆

提取組織中的mRNA，用反轉錄酶合成cDNA，建cDNA立文庫，再克隆目標蛋白的cDNA。

1.3 DNA的克隆

首先通過基因克隆技術獲得編碼目標蛋白的基因，再把目標基因與表達載體相連接，從而形成一個獨立表達的調控單元，再通過擴增和純化，使DNA達到一定濃度后就可以用于基因導入。

2 外源基因的導入

2.1 DNA顯微注射

此方法是借助顯微操作儀將在體外構建的目的基因直接注射到處于原核時期的受精卵的原核中，使這種外源基因整合到受體細胞的基因組中，以達到轉基因的目的。這種方法效果穩定，但操作復雜，轉基因效率低。

2.2 反轉錄病毒感染法

將外源基因重組到載體轉錄病毒上，包裝成高濃度病毒顆粒，然后去感染受精卵或著床后的胚胎，也可將它們進行單層共培養。這種方法的優點是宿主范圍廣且呈單一位點單拷貝整合，整合效率高，但載體病毒DNA序列有時會對外源基因在受體中的表達產生影響，并且它的安全問題也令人擔憂[4]，不易用于商業性轉基因動物[6]。

2.3 胚胎干細胞法

這種方法是用外源基因轉化胚胎干細胞，通過篩選，把陽性細胞注入受體動物的囊胚腔[1]或桑椹胚的卵周隙形成嵌合體，它會很快地與受體胚囊的內細胞團聚集在一起，共同參入正常胚泡的發育。這種方法的整合率高，但胚胎干細胞細胞株不易建立，所產生的轉基因動物全為嵌合體。目前，研究者們正試圖把胚胎干細胞的細胞核移入去核的受精卵中來獲得非嵌合體[4]。

2.4 細胞核移植法

首先用外源DNA對培養的體細胞或胚胎干細胞進行轉染，然后選陽性細胞作核供體，通過細胞核移植獲得基因動物。該方法的應用還依賴于體細胞技術的發展[1]。

此外還有精子載體法、基因槍法、電脈沖法、磷酸鈣共沉淀法等其他方法[4]。

3 外源DNA整合、轉錄與表達的分子檢測[1]

3.1 外源DNA整合檢測

常用方法是用目標基因的一段序列作引物，用PCR儀擴增目標DNA，再通過電泳初步檢測是否含目標基因，最后用Southern雜交檢測PCR陽性個體是否含有目標基因，如出現陽性，就可斷定轉基因為陽性動物。

3.2 外源基因的轉錄檢測

該方法是用Nouthern雜交法對轉基因動物某一組織的mRNA進行分析檢測，出現陽性則表明外源基因具有轉錄活性。

3.3 外源基因的表達檢測

該方法是檢測轉基因動物組織中是否含有目的基因編碼的外源蛋白質，常用的方法有酶聯免疫法、免疫熒光法和Western雜交法。

4 轉基因哺乳動物研究面臨的問題

4.1 轉基因技術存在的主要問題

轉基因動物的外源基因經常是隨機整合和異常表達的，其整合率與表達率極低，同時，轉基因動物的多病、不育以至死亡都制約著轉基因動物的開發前景[4]。

4.2 轉基因動物的安全性問題

（1）具有某些優勢性狀的轉基因動物可能會對生態平衡以及物種的多樣性產生不良影響；（2）轉基因動物器官移植可能會增加“人獸共患”病的傳播機會；（3）用轉基因動物生產的食物有可能使食用者發生過敏反應；（4）轉基因動物的研究還將會引發一系列社會倫理問題[6]。

5 哺乳動物轉基因技術的發展前景

5.1 哺乳動物轉基因技術可用來改良動物品種及其生產性能[6]

我們可以利用轉基因技術讓外源基因在家畜乳腺中特異性地表達，以此提高奶液的蛋白含量和抗菌能力，降低乳糖含量，使其品質更接近人奶。

5.2 用轉基因動物生產藥物蛋白[6]

把藥用蛋白或營養蛋白質與組織特異性表達調控元件藕聯，運用家畜的造血系統或泌乳蛋白生產藥用或營養蛋白質，提高畜牧業的經濟效益。

5.3 為人類器官移植提供供體

探索用轉基因動物的器官作為人類器官移植的供體，為器官的異體移植提供基礎，利用此項技術可解決器官移植中供體相對不足的問題。

5.4 建立診斷、治療人類疾病及新藥篩選的動物模型[6，13]

利用此項技術，遺傳學家可以精確地失活某些基因（如“knock—out”）或增強修復（如“knock—in”）某些基因的表達，從而制作各種研究和治療人類疾病的動物模型和新藥的篩選模型。

參考文獻

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