基因動(dòng)物生物化學(xué)

1、12轉(zhuǎn)基因：轉(zhuǎn)基因：1 1）將人工分離和修飾過的基因?qū)氲缴矬w基因）將人工分離和修飾過的基因?qū)氲缴矬w基因組中表達(dá)，引起生物體性狀可遺傳的修飾，稱之組中表達(dá)，引起生物體性狀可遺傳的修飾，稱之為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。2 2）利用分子生物學(xué)技術(shù)，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移）利用分子生物學(xué)技術(shù)，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其它物種中，改造生物遺傳物質(zhì)，使遺傳物質(zhì)到其它物種中，改造生物遺傳物質(zhì)，使遺傳物質(zhì)得到改造的生物在性狀、營養(yǎng)和消費(fèi)品質(zhì)等方面得到改造的生物在性狀、營養(yǎng)和消費(fèi)品質(zhì)等方面向人類需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。向人類需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物：以實(shí)驗(yàn)方法將外源基因?qū)胍詫?shí)驗(yàn)方法將外源基因?qū)雱?dòng)物

2、染色體基因組動(dòng)物染色體基因組內(nèi)內(nèi)穩(wěn)定整合穩(wěn)定整合并能并能遺傳遺傳給后代的一類動(dòng)物給后代的一類動(dòng)物31982年，英國年，英國自然自然雜志發(fā)雜志發(fā)表文章：有兩個(gè)美國實(shí)驗(yàn)小組表文章：有兩個(gè)美國實(shí)驗(yàn)小組利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將大鼠生長將大鼠生長激素重組基因?qū)氲叫∈笫芫に刂亟M基因?qū)氲叫∈笫芫阎新阎?培育出具快速生長效應(yīng)的培育出具快速生長效應(yīng)的“轉(zhuǎn)基因超級(jí)鼠轉(zhuǎn)基因超級(jí)鼠”。轉(zhuǎn)基因鼠。轉(zhuǎn)基因鼠比與它同胎所生的小鼠生長速比與它同胎所生的小鼠生長速度快度快23倍，體積大一倍。倍，體積大一倍。4轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物l獲取外源獲取外源目的基因目的基因l外源目的基因外源目的基因?qū)肷臣?xì)胞或胚胎干細(xì)

3、胞導(dǎo)入生殖細(xì)胞或胚胎干細(xì)胞l選擇攜帶目的基因的細(xì)選擇攜帶目的基因的細(xì)胞，選擇體外培養(yǎng)胞，選擇體外培養(yǎng)系統(tǒng)和系統(tǒng)和宿主動(dòng)物宿主動(dòng)物l轉(zhuǎn)基因胚胎的發(fā)育轉(zhuǎn)基因胚胎的發(fā)育及鑒定及鑒定l篩選篩選所得的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物所得的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物5轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)路線轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)路線l經(jīng)典的技術(shù)路線經(jīng)典的技術(shù)路線目的基因目的基因顯微注射顯微注射已交配的已交配的取出取出移植移植受體動(dòng)物受體動(dòng)物妊娠妊娠供體動(dòng)物供體動(dòng)物受精卵受精卵輸卵管輸卵管轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物缺點(diǎn)：注入目的基因的命中率低，目的基因的整合率低，缺點(diǎn)：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整合胚胎移植的技術(shù)路線

4、整合胚胎移植的技術(shù)路線轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物受體動(dòng)物子宮受體動(dòng)物子宮目的基因目的基因非手術(shù)胚胎移植體外受精體外培養(yǎng)多細(xì)胞胚胎多細(xì)胞胚胎檢測(cè)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優(yōu)點(diǎn)：受精卵的成活率高達(dá)優(yōu)點(diǎn)：受精卵的成活率高達(dá)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）的技術(shù)路線核移植（克?。┑募夹g(shù)路線目的基因目的基因轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物導(dǎo)入導(dǎo)入動(dòng)物胎兒成纖維細(xì)胞動(dòng)物胎兒成纖維細(xì)胞妊娠妊娠取核取核動(dòng)物動(dòng)物去核去核重組的重組的體外培養(yǎng)體外培養(yǎng)囊胚期囊胚期胚胎移植胚胎移植卵細(xì)胞卵細(xì)胞受精卵受精卵胚胎胚胎受體動(dòng)物子宮

5、受體動(dòng)物子宮l特點(diǎn)：體細(xì)胞核移植；核移植前導(dǎo)入目的基因。特點(diǎn)：體細(xì)胞核移植；核移植前導(dǎo)入目的基因。8l整合卵受精的技術(shù)路線：整合卵受精的技術(shù)路線：目的基因目的基因轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物導(dǎo)入導(dǎo)入逆轉(zhuǎn)錄病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒妊娠妊娠精子精子感染感染體外受精體外受精胚胎移植胚胎移植卵母細(xì)胞卵母細(xì)胞成熟卵細(xì)胞成熟卵細(xì)胞囊胚囊胚受體動(dòng)物子宮受體動(dòng)物子宮特點(diǎn)：卵母細(xì)胞導(dǎo)入目的基因后再與精子受精。特點(diǎn)：卵母細(xì)胞導(dǎo)入目的基因后再與精子受精。9目的基因的制備和轉(zhuǎn)基因的方法目的基因的制備和轉(zhuǎn)基因的方法l 目的基因的制備目的基因的制備目的基因的獲得目的基因的獲得逆轉(zhuǎn)錄合成法逆轉(zhuǎn)錄合成法化學(xué)合成法化學(xué)合成法pcr擴(kuò)增法擴(kuò)增法目

6、的基因的擴(kuò)增目的基因的擴(kuò)增通過載體在宿主中克隆通過載體在宿主中克隆通過通過pcr擴(kuò)增目的基因擴(kuò)增目的基因l轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的方法轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的方法顯微注射法顯微注射法生殖細(xì)胞載體法生殖細(xì)胞載體法胚胎干細(xì)胞法胚胎干細(xì)胞法病毒載體法病毒載體法10顯微注射法顯微注射法11生殖細(xì)胞載體法生殖細(xì)胞載體法12胚胎干細(xì)胞介導(dǎo)法胚胎干細(xì)胞介導(dǎo)法13病毒載體法病毒載體法14轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用應(yīng)用研究研究l改良動(dòng)物改良動(dòng)物轉(zhuǎn)移單個(gè)基因改良動(dòng)物性狀，未見成功報(bào)道，尚需對(duì)性狀轉(zhuǎn)移單個(gè)基因改良動(dòng)物性狀，未見成功報(bào)道，尚需對(duì)性狀表現(xiàn)的生化代謝途徑，有關(guān)基因相互作用及基因定位整合，表現(xiàn)的生化代謝途徑，有關(guān)基因相互作用及基

7、因定位整合，基因定量表達(dá)、組織特異性表達(dá)等進(jìn)行深入研究。基因定量表達(dá)、組織特異性表達(dá)等進(jìn)行深入研究。l乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器1987年，首次小鼠乳腺中表達(dá)組織型纖溶酶原激活劑年，首次小鼠乳腺中表達(dá)組織型纖溶酶原激活劑tpa蛋白。至今國際上轉(zhuǎn)基因羊、轉(zhuǎn)基因牛等的成功報(bào)道實(shí)例蛋白。至今國際上轉(zhuǎn)基因羊、轉(zhuǎn)基因牛等的成功報(bào)道實(shí)例已有已有10多種，生產(chǎn)出抗胰蛋白酶、乳鐵蛋白、人凝血蛋白多種，生產(chǎn)出抗胰蛋白酶、乳鐵蛋白、人凝血蛋白因子因子、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)c等藥用蛋白。國外經(jīng)濟(jì)學(xué)家預(yù)期，等藥用蛋白。國外經(jīng)濟(jì)學(xué)家預(yù)期，10年年后，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)的藥物銷售額超過后，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)的藥物銷售額超過250億美

8、元。億美元。15l第一階段是細(xì)菌基因工程第一階段是細(xì)菌基因工程l第二階段是動(dòng)物細(xì)胞基因工程第二階段是動(dòng)物細(xì)胞基因工程l第三階段是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物第三階段是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器。l特點(diǎn)：特點(diǎn)：乳腺是自我封閉系統(tǒng)，乳腺表達(dá)蛋白質(zhì)不回流到血液循環(huán)系統(tǒng)，乳腺是自我封閉系統(tǒng)，乳腺表達(dá)蛋白質(zhì)不回流到血液循環(huán)系統(tǒng)，避免外源基因表達(dá)的蛋白質(zhì)對(duì)動(dòng)物本身的影響；避免外源基因表達(dá)的蛋白質(zhì)對(duì)動(dòng)物本身的影響；乳腺組織是一種有效的蛋白質(zhì)合成器。一頭奶牛一年可生產(chǎn)乳乳腺組織是一種有效的蛋白質(zhì)合成器。一頭奶牛一年可生產(chǎn)乳蛋白蛋白250300kg。如果有百分之一的乳蛋白代換成醫(yī)用蛋白，。如果有百分之一的乳蛋白代換成

9、醫(yī)用蛋白，產(chǎn)量十分可觀。產(chǎn)量十分可觀。乳腺分泌的基因產(chǎn)物產(chǎn)量高，易提純。表達(dá)蛋白經(jīng)過修飾加工，乳腺分泌的基因產(chǎn)物產(chǎn)量高，易提純。表達(dá)蛋白經(jīng)過修飾加工，具有穩(wěn)定生物活性。接近天然產(chǎn)品。具有穩(wěn)定生物活性。接近天然產(chǎn)品。動(dòng)物乳腺表達(dá)外源基因可以遺傳，可常規(guī)繁殖生產(chǎn)群體。動(dòng)物乳腺表達(dá)外源基因可以遺傳，可常規(guī)繁殖生產(chǎn)群體。16六、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究存在的問題六、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究存在的問題l轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的低效性轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的低效性l轉(zhuǎn)入基因引起完整基因突變轉(zhuǎn)入基因引起完整基因突變l轉(zhuǎn)入基因表達(dá)混亂轉(zhuǎn)入基因表達(dá)混亂l病毒轉(zhuǎn)基因?qū)λ拗鞯挠绊懖《巨D(zhuǎn)基因?qū)λ拗鞯挠绊憀轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型與預(yù)期不符轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型與預(yù)期不符l乳腺反

10、應(yīng)器的完善乳腺反應(yīng)器的完善l轉(zhuǎn)基因動(dòng)物及產(chǎn)品的認(rèn)可轉(zhuǎn)基因動(dòng)物及產(chǎn)品的認(rèn)可171 1、研究基因的結(jié)構(gòu)與功能，了解動(dòng)物生命現(xiàn)、研究基因的結(jié)構(gòu)與功能，了解動(dòng)物生命現(xiàn)象的內(nèi)在本質(zhì)。象的內(nèi)在本質(zhì)。2 2、建立多種疾病的動(dòng)物模型，研究發(fā)病機(jī)理建立多種疾病的動(dòng)物模型，研究發(fā)病機(jī)理及治療方法。及治療方法。3 3、改善動(dòng)物生產(chǎn)性能，提高動(dòng)物育種效率。、改善動(dòng)物生產(chǎn)性能，提高動(dòng)物育種效率。4 4、作為醫(yī)用或食用蛋白的生物反應(yīng)器?？梢?、作為醫(yī)用或食用蛋白的生物反應(yīng)器?？梢酝ㄟ^家畜乳腺分泌大量安全、高效、廉價(jià)的人通過家畜乳腺分泌大量安全、高效、廉價(jià)的人體藥用蛋白。體藥用蛋白。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，英國日，英國“nature”刊登了愛丁堡羅斯林研究所刊登了愛丁堡羅斯林研究所維爾穆特的研究成果，即維爾穆特的研究成果，即“多莉多莉”羊的克隆成功，從此震驚了世羊的克隆成功，從此震驚了世界。界。241998年年4月與威爾士山羊戴維產(chǎn)下邦尼，證明了克月與威爾士山羊戴維產(chǎn)下邦尼，證明了克隆動(dòng)物也能生育。隆動(dòng)物也能生育。2003.2.14日蘇格蘭向外界宣布：日蘇格蘭向外界宣布：多莉因早衰并患有肺炎，被迫實(shí)施了安樂死。多莉因早衰并患有肺炎，被迫實(shí)施了安樂死。由于早由于早衰問題，人們衰問題，人們懷疑懷疑“多莉多莉是穿著羔羊服裝的老羊是穿著羔羊服裝的老羊” 。2526 細(xì)胞核移植得到的個(gè)體都叫做細(xì)胞核移植得到的個(gè)體都叫做克隆克隆。 核移植核移植是指利用顯微外科手術(shù)的方法將是指利用顯微外科手術(shù)的方法將胚胎細(xì)胞胚胎細(xì)胞或或成體細(xì)胞成體細(xì)胞的細(xì)胞核移人去核的卵母細(xì)胞中，構(gòu)建成的細(xì)胞核移人去核的卵母細(xì)胞中，構(gòu)建成重組胚，通過體內(nèi)或體外培養(yǎng)、胚胎移植，產(chǎn)生與重組胚，通過體內(nèi)或體外培養(yǎng)、胚胎移