什么是轉基因動物？

什么是轉基因動物呢？轉基因動物就是把外源基因的表達載體用人工方法導入受精卵或早期的胚胎細胞中，然后將受精卵或胚胎細胞植入假懷孕的母體動物的子宮中，最后由母體生出的具有外源基因表達的動物，或者是把外源基因整合到受體細胞中，而后由細胞分化發育成的動物，轉基因動物能夠把外源基因攜帶的遺傳信息傳給后代。

轉基因動物在生物領域可以用來研究基因功能；在醫療領域可為研究疾病的發病機理、治療途徑及藥物鑒定提供理想模型，也可以借此獲得異體移植器官、生產珍貴藥用蛋白等；在育種領域可按照人類的意愿改良動物的遺傳品質，還可改良家畜生長特性，提高飼料利用率和產量。因此，轉基因動物有著廣泛的應用前景，轉基因動物研究蘊含著巨大的價值。培育轉基因動物的關鍵技術是如何將外源基因導入動物體內。導入外源基因的技術現已有多種：有顯微注射法、有逆轉錄病毒傳染法、有電轉移法等等。顯微注射法是在顯微鏡下將外源基因注入受精卵的原核中。逆轉錄病毒傳染法是利用對細胞染色體整合的方法，將外源基因準確地結合到被傳染細胞的基因組中去。
電轉移法是依靠電場的作用將外源基因導入細胞之內。轉基因動物組織中的外源基因的表達產物（蛋白質）分泌于體外時，就可從分泌物中回收外源基因表達產物。例如，轉基因動物的乳腺就是個大容量的“生物反應器”，一些轉基因動物的乳汁中就含有藥用蛋白質。
利用轉基因動物來生產特殊的蛋白質有許多優點：（1）產量大，且外源基因的表達產物易回收，收集可經常化。（2）生產過程簡單，因而可避免艾滋病、肝炎等傳染性病毒對藥用蛋白質的污染。（3）轉基因動物建成后能繁衍后代，世世代代可供利用，因而生產費用較低。現在轉基因動物已在經濟建設和日常生活中發揮重要作用。

轉基因動物的基本流程和技術步驟？

目的基因的分離與克隆；表達載體的構建；受體細胞的獲得；基因導入；受體動物的選擇及轉基因胚胎的移植；轉基因整合表達的檢測；轉基因動物的性能觀測及轉基因表達產物的分離與純化；轉基因動物的遺傳性能研究以及性能選育；組建轉基因動物新類群等。

轉基因動物圖片-轉基因小雞

轉基因動物有哪些？

已成功獲得了轉基因小鼠、轉基因大鼠、轉基因兔、轉基因魚、轉基因豬、轉基因羊、轉基因牛和轉基因獼猴等。已有多種功能基因成功轉入不同的動物，例如提高動物生長速度的IGF-1，改善動物肉品質的ω-3，以及各種具有醫療保健功能的基因如人乳鐵蛋白、人α-乳清白蛋白、人溶菌酶以及重組單克隆抗體等。

轉基因動物受體細胞有哪些？

研究轉基因動物的制備，首先要考慮用何種轉基因受體細胞。選擇合適的受體細胞和可行的基因導入途徑，是該技術成功的前提。基因轉移的受體細胞必須是全能細胞，全能細胞隨著細胞分化、胚胎發育，可以把其中的基因組貯存的全部遺傳信息擴大到生物體所有的細胞中。除此以外至少是多能細胞。滿足轉基因動物需要的受體細胞有以下幾種。
(一)原生殖細胞：禽類的原生殖細胞容易分離、培養和冷凍，所以，這種受體細胞在禽類動物較易實現。
(二)配子：配子能把自身攜帶的基因組全部信息和外源插入基因序列，完整地貢獻給合子。由于精子可用作有效的轉移載體，所以，可以精子作為目的基因的受體。較多的是用重組病毒直接感染精子，精子即可把外源基因傳到合子。
(三)受精卵或胚胎內細胞團：精卵結合形成的單細胞受精卵，是最常用的外源基因轉移的受體；受精后的早期胚胎及囊胚期稍后的胚胎含有的內細胞團，該細胞團內含有未分化的胚胎干細胞，也可認為是全能的，或至少是多能性的，所以，用該時期的內細胞團或囊胚期的細胞作為外源基因的受體細胞，也可望達到基因轉移的目的。但這種情況下制備的轉基因動物多為嵌合體。

轉基因動物有什么用途？

一、利用轉基因改良動物品種
傳統的改良育種只能在同種或親緣關系很近的物種之間進行，且以自然突變作為選種的前提，而自然界自然突變的發生幾率相當低。轉基因技術則可以克服上述問題，創造新突變或打破物種間基因交流限制，加快動物改良進程。目前已經成功地應用在提高動物個體的生長速度、改良家畜的生產品質和增強抗逆、抵御疾病的能力等方面。例如，1998年，美國農業部的研究人員成功獲得了促生長轉基因豬（胰島素樣生長因子）。該促生長基因的導入，顯著改變了豬的產肉性能，豬肉脂肪含量減少10%，瘦肉含量增加6%～8%，顯著提高了豬的經濟性能。再如，2008年，中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所等單位，通過克隆和基因重組技術，成功制備了轉基因豬，該轉基因豬與普通豬相比，在肌肉和脂肪中不飽和脂肪酸的含量顯著提高。不飽和脂肪酸為有益人類健康脂肪酸，能使膽固醇酯化，降低血中膽固醇和甘油三酯，降低血液黏稠度，改善血液微循環，提高腦細胞的活性，增強記憶力和思維能力。此外，轉基因技術在羊毛產量的提高、牛奶營養成分的改善以及動物抗病性的提高等方面，也有很好的表現。

二、建立診斷及治療人類疾病的動物模型
轉基因動物在人類遺傳疾病的研究中具有重要應用價值，被認為是生物技術又一重大突破。現代醫學研究證明，人類的大多數疾病都與遺傳有關。通過轉基因技術來制作各種研究人類疾病的動物模型，為類似疾病的診斷和開展治療積累寶貴的資料。研究證明，適當的動物模型對研究基因突變而引起遺傳疾病的發病機制是十分有效的。過去，制造這種動物模型的途徑只能靠自然突變或人工誘變的方法。但是，如上面所述，自然突變的機會很小，而人工誘變的方法也不容易定向地控制其突變的位點和方式。因此，用轉基因技術產生的人類遺傳疾病模型則成為人類遺傳疾病研究的一個極為有效的途徑。例如，貧血病轉基因小鼠的建立，為研究分析貧血病的發病機制、藥物治療效果提供了重要的動物模型。再如，表達人類原癌基因的轉基因兔也已經被廣泛應用于人類腫瘤發生機制、尋找有效預防和治療措施的研究。而糖尿病和心血管疾病轉基因豬模型也有較多報道。目前，已經建立了動脈粥樣硬化、貧血癥、癡呆癥、自身免疫病、淋巴系統病、炎及前列腺癌等多種疾病的轉基因動物模型，為這類疾病的研究提供了方便。此外，轉基因動物也可以用于某些病毒性疾病的致病機理研究。

三、利用轉基因動物作為生物反應器
利用轉基因動物作為生物反應器，生產在人體內原本稀少的功能蛋白是轉基因動物應用的又一重要領域。目前許多珍貴的藥用功能蛋白雖然可以在植物、細菌和酵母等生物中進行規模生產，但是，在人體內許多蛋白質的生物活性是經后加工才能獲得，植物、細菌和酵母不具備這種后加工能力。雖然動物細胞培養體系可以實現活性加工過程，但產量較低，成本很高。而轉基因動物生物反應器是利用轉基因活體動物的特定組織或器官，進行規模化生產稀有藥用蛋白的技術。主要過程為，首先將外源基因轉入動物，獲得轉基因動物，然后再從動物的蛋清、乳汁、血液、精液或尿液等中獲得目的蛋白。轉基因動物分泌的蛋白經過動物體內系統環境的后加工，其結構和生物活性與人體天然蛋白非常相似，而且產量高，這是其他表達系統所無法比擬的。
因此，轉基因動物生物反應器生產的稀有功能蛋白是當前極具發展前景的蛋白藥物生產方式。2006年6月2日，全球的生物制藥企業——美國GTC Biotherapeutics公司研制成功的，在轉基因山羊乳汁中生產的重組蛋白——人抗凝血酶Ⅲ（商品名：ATryn），成為世界上個獲準上市的轉基因動物生產的基因工程藥物。該蛋白藥物具有抑制血液中凝血酶活性，在預防和治療急慢性血栓血塞形成上效果顯著，據估計該藥全球潛在市場每年高達1.5億美元。其他如荷蘭Pharming公司研制的人C1抑制劑（治療血管神經性水腫的藥物）、人乳鐵蛋白（抗病毒、增強免疫機能等）、纖維蛋白原（抗栓藥）；法國Bioprotein Technologies公司研制的人類輪狀病毒疫苗、美國Pharm Athene公司研制的人丁酰膽堿酯酶等重組蛋白藥物也已經完成或進入臨床Ⅲ期試驗，特別是治療性抗體藥物，發展潛力更大。還有10多種重組蛋白藥物處于臨床研究，另有上千種重組蛋白處于研發階段。

四、利用轉基因動物作為人體器官移植供體
器官移植已成為治療人類器官疾病的重要途徑，但該技術存在很大制約因素——器官來源的缺乏，人體移植器官短缺成為一個世界性難題。雖然很多采取了大量措施，甚至制訂了相關法律議案，希望激勵更多器官供給者的出現。這些舉措雖使器官供給有所增加，但世界范圍內的可供器官仍存在巨大缺口。
異種器官移植提供了一條可行的解決方法。異種器官移植是用手術的方法將某種動物的器官或組織移植到人或者另一動物的某一部位。1905年，法國的研究人員將兔腎植入腎功能衰竭兒童體內，進行了世界例異種移植手術，手術很成功，但16天后由于排異反應，兒童死于肺部感染。之后，世界各地的研究人員逐步加入到異種移植器官研究之中。由于豬的大部分器官在大小、結構和功能等生理指標上與人類相似，且妊娠周期短，產仔多，容易飼養，供應量大，費用低廉，被認為是最理想的異種器官源。目前豬器官用作供體源更大的障礙是人體內對豬器官天然的超急排斥反應。轉基因技術在異種器官移植中的應用主要是針對異種超急排斥反應的有關主要因素，對供體的基因利用轉基因技術，通過基因修飾等措施進行干擾，從而在器官移植后降低或消除超急排斥反應。目前已經獲得能夠有效抑制排斥反應的轉基因豬。
轉基因動物技術既是生命科學研究有力的技術支撐，也是具有廣闊開發前景的技術產業。其應用如此廣泛，已經深入影響到了農業、醫學、工業等領域，將給人類帶來巨大的經濟效益，推動社會向前發展。隨著功能基因組學研究持續深入和新轉基因技術的不斷發展，新的基因和技術將層出不窮，這必將為轉基因動物產業化開發提供更廣闊的空間。

轉基因動物圖片-轉基因老鼠

轉基因動物如何篩選？

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