七、动物基因工程.ppt

1. 外源目的基因的分离； 2. 外源基因与载体相连； 3. 将外源目的基因重组DNA导入生殖细胞或胚胎干细胞； 4. 接种后的受精卵移植到雌性受体的子宫，使其顺利完成胚胎发育（胚胎转移技术， ET）； 5. 移植后的受精卵发育生长为后代，胚胎发育生长鉴定及筛选； 6. 利用这些能产生外源蛋白的动物作为种畜或种禽，培育新的纯合系。 动物基因转移的起点和终点分别为受精卵和含有整合转基因的动物子代。在这个过程中，转基因的效率极低。以小鼠转基因为例： 以小鼠转基因为例： 注射外源基因后受精卵的存活率为86％； 将受精卵移殖到母鼠子宫内后受精卵的存活率为25％； 母鼠的怀孕率为80％； 转基因在基因组上的整合率为24％； 因此小鼠转基因的总有效率约为4％。 1. 基因组片段：分子较大，保持较完整的基因结构。 2. 融合基因：将不同来源的结构基因、非编码序列、表达调控序列重组成杂合单元。 3. 小基因：分别取同一基因的某一区域或若干区域组成转基因。 4. 插入基因：含有在动物染色体上随机或特异性插入位点，可装标记基因。 5. 置换基因：两侧含动物基因或其他DNA区域的同源序列。 1. 转基因的时空特异性表达 动物基因表达调控的显著特性：时空特异性，特别是在发育过程中，相关基因的时序特异性和组织特异性表达更为严格。 2. 转基因的可控表达 诱导动物细胞内的转基因，对其稳定高效表达至关重要，转基因的诱导条件取决于受体细胞的性质和启动子的类型。 3. 转基因的共抑制效应 在转基因动物体内，转基因的表达常会发生转基因的失活，也称为转基因沉默。 1. 共抑制只发生在转基因与同源的内源性基因之间，对其他的基因表达不产生影响； 2. 如果转基因与内源基因发生体内重组，则共抑制效应随之消失，基因表达恢复正常； 3. 共抑制现象的发生与结构基因的编码区有关，但不依赖于启动子的来源和性质。 4. 两个相同的转基因之间也能发生共抑制效应。 1. 转基因与其同源的内源性基因相互作用，形成某种状态而影响两者表达； 2. 转基因与内源基因竞争性结合核基质和核包膜上转录翻译必须的非扩散元件，导致相互抑制； 3. 两者转录出互为反义的RNA结构，使之失活并 迅速降解； 4. 由于转基因的存在，受体细胞中mRNA的大量积累，并激活某些未知酶系的表达，导致mRNA降解。 转基因动物体内的转基因表达单方面失活，而同源的内源性基因却表达正常。 1. 转基因被受体细胞识别为异己DNA，并将它甲基化修饰，使其失活； 2. 转基因整合在不合适的染色体部位，受局部条件影响而不表达； 3. 转基因本身的结构不利于其表达。 1. 人类与老鼠共享着80％的遗传物质和99％的基因，人类和老鼠基因组同源度高，对它进行比较研究可以得知很多关于人类疾病和生理机能的研究，因此了解老鼠非常有助于了解人类本身。 1. 奶汁可以由乳腺不断地分泌，而且产量很高，长期收集也不会对动物造成伤害； 2. 将新的药物蛋白限制在乳腺内生产，最后分泌到乳汁中，一般不易对转基因动物的正常生理活动造成影响； 3. 乳腺分泌的蛋白质是经过正常的高等哺乳动物的翻译后加工的，这使得生产的药物蛋白更接近于人类自身的蛋白质； 4. 乳汁中蛋白纯化起来相对较为容易，而且在乳汁中含有的其他蛋白质也为数不多。 1. 应用于动物基因组结构与功能的研究 (1) 以报告基因为转基因探测动物或人基因组中时空特异性表达调控序列； (2) 以反义基因为转基因灭活相关的内源基因，构建基因表达缺陷——功能丧失的动物模型； (3) 以同源基因为转基因体内检测其表达特性及产物的生物效应。 2. 转基因技术改良动物物种 3. 对人体中数千种分子病的基因治疗 4. 利用此技术构建优异的动物反应器 由于鼠的生殖周期短，产仔数多，基因整合率较高。饲养成本较低，因此成为转基因动物实验的首选动物。 最早发展并较为完善的系统是小鼠进行转基因实验； 从20世纪80年代初期到现在，人们已经将上百种不同的基因转人了小鼠，这些研究为进一步了解高等动物的基因表达调控、肿瘤的发生、免疫特异性、胚胎发生、发育过程以及分子遗传学等基础生物学过程做出了重要贡献； 同时，在判断利用家畜生产人类药物的可行性、构建人类各种遗传疾病的生物医学模型方面，转基因鼠也发挥了重要的作用。 一、利用反转录病毒载体将外源基因转入胚胎早期细胞，然后移植到受体动物中； 二、利用显微注射法将DNA直接注射入受精卵的精前核中； 三、将基因工程改造过的胚胎干细胞导入早期胚胎中。 用该方法已成功地得到了猪、羊、鸡、免、牛、鱼等多种转基因动物。