转基因动物研究
《转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默相关研究》范文
《转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默相关研究》篇一一、引言随着生物技术的飞速发展，转基因技术已广泛应用于农业、医药和畜牧业等多个领域。
其中，转基因动物的研究为畜牧业的改良和疾病防控提供了新的途径。
阿尔巴斯白绒山羊作为我国特有的优良品种，其产绒量高、绒质优良，具有极高的经济价值。
近年来，通过转基因技术改良阿尔巴斯白绒山羊的品种特性已成为研究的热点。
然而，外源基因在转基因动物中的沉默现象一直是制约转基因动物研究的重要问题。
因此，研究转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默的机制及其影响因素，对于提高转基因动物的表达效率和改良动物品种具有重要意义。
二、研究背景及意义转基因阿尔巴斯白绒山羊的研究旨在通过导入外源基因，提高其产绒量、抗病性等经济性状。
然而，外源基因在转基因动物中往往会出现沉默现象，导致表达效率低下，甚至无法表达。
因此，研究外源基因沉默的机制及影响因素，对于提高转基因动物的表达效率和改良动物品种具有重要意义。
三、研究方法本研究采用分子生物学、遗传学和生物信息学等方法，对转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默现象进行深入研究。
首先，通过构建转基因阿尔巴斯白绒山羊的基因组文库和表达谱分析，筛选出外源基因沉默相关的关键基因和序列。
其次，利用生物信息学方法分析关键基因和序列的功能及与外源基因沉默的关系。
最后，通过遗传学和分子生物学手段，验证关键基因和序列与外源基因沉默的关联性。
四、实验结果与分析1. 外源基因沉默现象观察通过对比转基因阿尔巴斯白绒山羊与野生型山羊的外源基因表达情况，发现外源基因在转基因动物中存在不同程度的沉默现象。
2. 关键基因和序列筛选通过构建转基因阿尔巴斯白绒山羊的基因组文库和表达谱分析，筛选出与外源基因沉默相关的关键基因和序列。
这些关键基因和序列主要涉及基因表达调控、DNA甲基化、组蛋白修饰等方面。
3. 关键基因和序列功能分析利用生物信息学方法分析关键基因和序列的功能，发现这些基因和序列参与了转录水平、转录后水平及表观遗传水平的调控，可能对外源基因的沉默产生重要影响。
转基因动物
1、转基因超级鼠：向生物体的基因组转移（或植入）外源基因的过程，叫转基因。
一般都认为，成功的转基因工作是从1981年开始的。
1982年，英国的《自然》杂志发表了一篇文章，两个美国实验小组共同研制出转基因超级鼠。
2、转基因鲤鱼：中科院水生生物研究所鱼类转基因工程组的科学家们，在朱作言院士的领导下，将草鱼的生长激素基因注入鲤鱼的受精卵，培育出一种带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼F1代和另一种具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”。
3、转基因山羊：中国首例转基因山羊“连连”、“田田”和“云云”于2000年12月25日精彩亮相，为外人所知。
它们的身上都转有人的od-抗胰蛋白酶基因。
它们产出的羊奶可以提取出al-抗胰蛋白酶。
4、转基因奶牛：它是一种转基因动物，是科学家通过转基因技术对奶牛胚胎进行基因改造，从而达到预期效果的奶牛品种。
转基因动物研究与发展中存在的问题
转基因动物是指通过基因工程技术对动物进行基因的修改和调整，使其具有特定的性状或功能。
转基因动物研究与发展是近年来生物技术领域的热点之一，然而在其发展过程中也存在着一些问题和挑战。
一、伦理道德问题转基因动物的研究和应用涉及到伦理道德问题。
对动物进行基因编辑和调整可能会影响其生理和行为特征，引发动物权益和福利方面的争议。
一些人认为，对动物进行基因改造和实验可能损害动物的生理健康和自然属性，违反了动物的权益和福利。
另一些研究人员和机构则认为，通过转基因技术可以提高动物的生长速度、抗病能力等，有利于改善动物的生存环境和条件。
二、生态环境风险转基因动物的研究和应用可能会对生态环境产生风险。
转基因动物一旦逃逸到自然环境中，可能会影响野生动物的基因结构、种裙数量和分布范围，引发生态平衡和物种多样性方面的问题。
转基因动物的排泄物和尸体也可能对土壤和水源等生态环境产生影响，导致环境污染和生态失衡。
三、安全风险和食品安全问题转基因动物研究和应用存在着一定的安全风险和食品安全问题。
转基因动物的基因编辑和调整可能会产生未知的副作用和风险，对人类健康造成潜在威胁。
另转基因动物的肉制品和副产品可能会影响食品安全，引发公众对农产品安全和食品安全的担忧和抵制。
四、法律监管和规范缺失转基因动物研究和应用在法律监管和规范方面存在着一定的缺失和不足。
目前，我国对转基因动物的相关法律法规尚不完备，对动物基因编辑和调整的监管和管理相对滞后。
转基因动物研究和应用的发展过程中存在一定的法律风险和法律纠纷，需要加强法律监管和规范。
五、公众态度和接受度公众对转基因动物的态度和接受度也是转基因动物研究和发展中的问题之一。
一些公众对转基因动物持怀疑和拒绝态度，担心转基因动物会对环境和人类健康产生负面影响。
科研机构和企业在开展转基因动物研究和应用时需要充分考虑公众意见和需求，加强科普和宣传，提高公众对转基因技术的理解和接受度。
转基因动物研究与发展中存在着一系列的问题和挑战，涉及到伦理道德、生态环境、安全风险、法律规范和公众态度等多个方面。
《利用体细胞核移植技术生产转基因绒山羊的研究》范文
《利用体细胞核移植技术生产转基因绒山羊的研究》篇一摘要：本文旨在探讨体细胞核移植技术在生产转基因绒山羊中的应用。
通过详细介绍实验设计、操作过程、数据分析及结果讨论，展示了该技术在转基因绒山山羊生产中的潜力及优势，以期为动物遗传育种及畜牧业发展提供理论和实践依据。
一、引言随着科技的不断进步，体细胞核移植技术已成为动物遗传育种领域的重要工具。
该技术通过将体细胞的核移植到去核的卵细胞中，再经过一定的培养和筛选，最终获得具有特定遗传特性的动物。
绒山羊作为重要的经济动物，其毛绒产量和质量对畜牧业发展具有重要意义。
因此，利用体细胞核移植技术生产转基因绒山羊，对于提高毛绒产量、改善毛绒品质以及实现遗传病的防治等具有重要意义。
二、实验材料与方法1. 材料准备（1）选取健康的绒山羊体细胞和去核卵细胞；（2）构建转基因载体，包括目的基因和调控序列；（3）准备相应的培养基和试剂。
2. 方法（1）体细胞核移植：将体细胞的核移植到去核的卵细胞中，通过电激等方法促进核与卵细胞的融合；（2）培养与筛选：将融合后的细胞进行体外培养，通过基因编辑技术筛选出具有目的基因的细胞；（3）胚胎移植：将筛选出的细胞移植到代孕母羊体内，使其发育成转基因绒山羊。
三、实验过程与结果分析1. 实验过程（1）构建转基因载体：将目的基因与调控序列通过基因工程手段构建成转基因载体；（2）体细胞核移植：将体细胞的核移植到去核卵细胞中，通过电激等方法使两者融合；（3）培养与筛选：将融合后的细胞进行体外培养，利用基因编辑技术筛选出具有目的基因的细胞；（4）胚胎移植：将筛选出的细胞进行胚胎移植，使其在代孕母羊体内发育成转基因绒山羊。
2. 结果分析（1）通过体细胞核移植技术成功获得了转基因绒山羊，证实了该技术的可行性和有效性；（2）通过基因编辑技术成功将目的基因整合到绒山羊的基因组中，实现了对绒山羊遗传特性的改良；（3）转基因绒山羊在生长过程中表现出良好的生长性能和毛绒产量，且毛绒品质得到显著改善。
转基因动物及其在医学中的应用
转基因动物及其在医学中的应用在当今科技飞速发展的时代，转基因技术作为一项具有重大影响力的生物技术，不仅在农业领域取得了显著成果，在医学领域也展现出了广阔的应用前景。
其中，转基因动物的研究与应用更是为医学的进步带来了新的契机。
转基因动物，简单来说，就是通过基因工程技术将外源基因导入动物的基因组中，从而使其表现出特定的新性状或获得新的功能。
这一技术的实现通常需要借助一系列复杂的分子生物学手段，如载体构建、细胞培养、胚胎操作等。
在医学领域，转基因动物的应用主要体现在以下几个方面：首先，转基因动物可用于疾病模型的构建。
许多人类疾病的发病机制十分复杂，难以在体外细胞培养或其他简单模型中进行深入研究。
通过将与人类疾病相关的基因导入动物体内，使其表现出类似人类疾病的症状，能够为疾病的研究提供更接近真实情况的模型。
例如，通过构建转基因小鼠模型，可以研究阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的发病过程和治疗方法。
这些模型有助于科学家更好地理解疾病的发生发展机制，为新药的研发和治疗策略的制定提供重要依据。
其次，转基因动物在生物制药方面具有巨大的潜力。
利用转基因动物生产药用蛋白是一种新兴的生物制药技术。
例如，通过将编码人类药用蛋白的基因导入动物的乳腺细胞中，使动物在乳汁中分泌出具有药用价值的蛋白质。
这种方法生产的药物具有成本低、产量高、生物活性好等优点。
目前，已经有多种利用转基因动物生产的药物进入临床试验阶段，为治疗一些疑难杂症提供了新的选择。
再者，转基因动物在器官移植领域也发挥着重要作用。
器官短缺一直是器官移植领域面临的严峻问题。
转基因技术可以对动物的器官进行改造，降低其免疫原性，使其更适合移植到人体中。
例如，通过基因编辑技术敲除猪体内与免疫排斥相关的基因，有望培育出可供人类使用的器官来源，从而缓解器官短缺的困境。
此外，转基因动物还可用于基因治疗的研究。
基因治疗是一种通过修复或替换患者体内有缺陷的基因来治疗疾病的方法。
转基因动物流程
转基因动物流程转基因动物是通过基因工程技术对动物基因进行修改和调整，以达到特定目的的一种操作。
转基因动物流程可以分为以下几个步骤：1. 设定目标：在转基因动物的研究中，首先需要确定目标，即希望通过基因工程技术实现什么样的改变。
这可以是增加动物的抗病能力、提高农作物的产量或改善动物的生长性能等。
2. 基因选择：根据设定的目标，研究人员需要选择合适的基因。
这些基因可以来自于同一物种的其他个体，也可以来自于不同物种。
选择基因时需要考虑基因的功能和效果，以及与转基因动物所需的特性是否相符。
3. 基因克隆：在确定了目标基因后，研究人员需要进行基因的克隆。
这一步骤涉及到将目标基因从提供者中提取出来，并进行扩增和纯化，以获得足够的基因材料。
4. 转基因技术：转基因技术是将目标基因导入动物体内的关键步骤。
常用的转基因技术包括基因枪法、细胞核移植和胚胎干细胞技术等。
通过这些技术，研究人员可以将克隆好的基因导入到动物的基因组中，并使其在动物体内表达。
5. 繁殖和筛选：经过转基因技术处理的动物需要进行繁殖和筛选，以获得所需的转基因个体。
这一步骤通常需要通过交配或体外受精等方式，将转基因个体繁殖出来。
同时，研究人员还需要通过PCR、Southern blot等技术对转基因个体进行筛选和鉴定。
6. 分析和评估：完成转基因动物繁殖后，研究人员需要对其进行分析和评估。
这包括对转基因动物的基因表达水平、生理特性和遗传稳定性等进行评估，以确保转基因动物达到预期目标。
7. 应用和研究：转基因动物的应用和研究十分广泛。
它们可以用于药物研发、疾病模型的建立、农作物改良等领域。
通过对转基因动物的研究和应用，我们可以更好地理解基因的功能和调控机制，为人类的生活和健康提供更多的可能性。
转基因动物的制备流程可以概括为设定目标、基因选择、基因克隆、转基因技术、繁殖和筛选、分析和评估以及应用和研究等步骤。
通过这些步骤，研究人员可以通过基因工程技术对动物基因进行修改和调整，为人类社会的发展和进步提供有力支持。
转基因动物
转基因动物还将是人类最好的"器官库"， 提供从皮肤、角膜，到心、肝、肾等几 乎所有的"零件"。让器官移植专家有充分 施展才华的用武之地，让体内部分"零部 件"出了故障的病人重获生的希望。
克隆动物的操作过程中，完全可以同时 进行转基因操作。在体细胞去核并与去 核的卵细胞结合之前，将有关的人类基 因注入，这样，培育的"转基因克隆羊"， 就会产生出人类蛋白质。
所谓转基因动物，是用实验方法，把外 源基因导入到动物体内，这种外源基因 与动物本身的染色体整合，这时外源基 因就能随细胞的分裂而增殖，在体内得 到表达，并能传给后代。
世界上第一只转基因动物巨鼠，是将大 白鼠生长激素导入小白鼠的受精卵中， 再将这个受精卵移入借腹怀胎的母鼠子 宫中，产下的小白鼠比一般的大一倍。 这只在遗传学上具有重大意义的转基因 动物的研究培育成功，展现出诱人的光 明前景。
第一头克隆羊"多利"引起的轰动，在于它 的理论价值，它突破了有性生殖的框架， 证明高等动物也可以由无性生殖来繁衍。 我国转基因羊研究新突破，在于它的经 济价值，因为它可以让人类丰衣足食、 健康长寿的美梦成真。
那转基因羊的后代是不是转基因羊呢?转 基因羊与普通羊交配，即有性繁殖，后 代中的一半是转基因羊；但若用克隆--无 性繁殖的方法，那所有的后代都是转基 因羊。
1997年2月，第一头无性繁殖的克隆羊" 多利"现世，标志着克隆哺乳动物的成功， 更有利于转基因动物的培育和利用。 在分子水平或者基因水平的基础上，用 人工的手段去改造生物遗传性状的基因 工程，出现在20世纪70年代。
基因工程应用技术之一的基因重组，可 用于对不同生物遗传物质的体外人工剪 切、组合、拼接，使遗传物质重新组合， 然后，通过载体，如微生物、病毒等转 入微生物或细胞内，进行"无性繁殖"，并 使所需基因在细胞内表达出来，产生人 类所需的物质或创造新的物种。
转基因动物的概念、原理及应用
转基因动物的概念、原理及应用引言转基因动物技术是一种将外源基因植入到一个物种基因组中的技术，使得其宿主物种具有外来基因中的特性，这些特性可能是有利的、有害的或不变的。
转基因动物在过去几十年得到了广泛的应用，它在各个领域，如医学、物理、化学、生物等发挥了重要作用。
本文将详细阐述转基因动物的概念、原理及应用。
概念转基因动物也被称为转基因实验动物，是指通过基因工程技术，将一种特定的外源基因植入到动物本身基因组中的一种特殊的动物。
转基因实验动物里散发出的基因表达形式或者特性可以延长它们的寿命，或者对它们的生理功能有所改变。
转基因动物可以研究到一些没有被发现的关于物种的特性，还可以用来研究人体某些疾病的发生机制。
原理转基因动物的基本原理是利用基因工程技术将外源基因植入到动物基因组中，使得动物具有外源基因中的特性，以达到我们想要的目的。
首先，转基因动物的研究者需要先从某种物种中取出我们所需要的基因，然后把它们植入到动物本身的基因组中，最后生成一只新的转基因动物。
一般来说，转基因动物会将基因植入到它们的胚胎细胞中或者胚胎内，通过易位器和基因载体等手段使得其他基因能够被引入。
应用转基因动物在医学上有着重要的应用。
例如，经过转基因的小鼠，可以用于研究癌症，心脏病，糖尿病等疾病的形成机制和治疗方法。
除此之外，转基因动物在药物研究方面也有着重要的作用。
它可以用来测试药物的毒性，实验在药物发现和开发过程中发挥着至关重要的作用。
此外，转基因动物还可以用来研究人类疾病的致病机制。
结论转基因动物是一种新兴的技术，它可以用来解决许多医学上的疑难问题，在药物研究方面也发挥着重要的作用。
它不仅可以提高动物的发育能力，而且可以改变动物本身的一些特性，为科学家们的研究提供了丰富的资源，为人类的健康作出了重要的贡献。
实验动物现代新技术(二)转基因动物技术
法律问题
各国对转基因动物技术的法律法 规不尽相同，可能限制该技术的 发展和应用。
伦理问题
应尊重动物的福利，尽量避免对 动物的伤害和痛苦，同时确保转 基因动物的安全性和可控性。
未来发展趋势与展望
发展趋势
随着基因编辑技术的发展，转基因动 物技术将更加精准和高效，有望在生 物医药、农业、生态环境等领域发挥 更大的作用。
生物制药与疫苗生产
总结词
转基因动物技术可用于生产具有治疗和预防作用的生物药物和疫苗。
详细描述
通过转基因技术，可以在动物体内表达具有治疗和预防作用的人类蛋白质或抗原。这些蛋白质或抗原可以用于生 产药物和疫苗，为人类疾病的治疗和预防提供新的手段。
Part
04
转基因动物技术的挑战与前景
技术难题与解决方案
技术难题
解决方案
转基因动物技术的实施过程中，存在基因 定位、基因表达调控等技术难题，影响转 基因动物的准确性和稳定性。
通过基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统 ，可以实现精准的基因定位和调控，提高 转基因动物技术的准确性和稳定性。
技术难题
解决方案
目前转基因动物技术的效率较低，需要大 量的时间和资源进行实验和筛选。
胚胎干细胞法的优点是可以通过对胚胎干细胞的定向诱导 分化，获得具有特定功能或表型的转基因动物。此外，胚 胎干细胞法还可以用于构建转基因动物的遗传模型，为疾 病研究和药物筛选提供有用的工具。
基因打靶技术
基因打靶技术是一种利用同源重组原理，将外源DNA定点整合到受体细胞基因组 特定位点的技术。在转基因动物技术中，基因打靶技术主要用于实现特定基因的 敲除、敲入或修饰。
展望
未来转基因动物技术将与其他生物技 术、信息技术等领域交叉融合，形成 新的技术体系和应用领域，推动生物 技术的创新发展。
转基因动物技术
优点：
受精卵携带外源基因的阳性率高 外源基因多单拷贝整合 操作简单，避免注射法对卵子的损害 宿主范围广 可同时感染大量胚胎，感染率及胚胎 存活率高
缺点：
潜在的致癌性 载体构建较复杂 容纳大小有限 整合率不高 重组逆转录病毒不稳定，可能干扰外 源基因的表达 胚胎的自我保护机制对其有抗性
方式 显微注射法
ES细胞是早期胚胎的内细胞团经过 体外培养建立起来的多潜能细胞系。
将携带有外源基因的ES细胞注入到 动物的早期胚胎内，可产生嵌合体及转 基因动物。
它本身是二倍体，能在体外培养， 具有高度的全能性，可以形成包括生殖 细胞在内的所有组织，并且在不同的培 养条件下表现出不同的功能状态。
在ES细胞上的基因操作：
许多转基因的表达水平受到宿主染 色体上整合位点的影响，往往出现异位 表达，影响转基因的表达能力，从而使 大部分转基因表达水平较低,极少部分表 达水平过高。
转基因动物技术在生物医学研究中的应用
1 在肿瘤学研究中的应用 1.1肿瘤转基因动物模型 1.2癌基因的研究 1.3肿瘤病因、发病机理研究 2 在免疫学中的研究应用 2.1免疫机制研究 2.2免疫相关疾病的研究 2.3异种移植中转基因动物技术的应用
Screening Strategies
Southerns, Induction/Loss of Restriction
sites, PCR RT-PCR 测定表达产物活性:ELISA,RIA
其成功率的高低主要取决于受精 卵和胚胎发育的时间。
基因的整合是随机的，多数插入 单一染色体位点中。外源基因的插入 会引起宿主基因的DNA序列重排，缺失， 重复或易位。
Retrieval of Blastocysts
转基因和克隆动物
克隆动物：即动物的无性繁殖，主要借助于核移植技术， 将供体细胞核移入去核的卵母细胞中，使后者不经过 精子穿透等有性过程即被激活，分裂并发育成个体， 使得核供体的基因得到完全复制。
英国PPL公司已培育出羊奶中含有治疗肺气肿的a-1抗胰 蛋白酶的母羊。这种羊奶的售价是6千美元一升。一只母 羊就好比一座制药厂，用什么办法能最有效、最方便地使 这种羊扩大繁殖呢？最好的办法就是“克隆”。同样，荷 兰PHP公司培育出能分泌人乳铁蛋白的牛，以色列LAS公 司育成了能生产血清白蛋白的羊，这些高附加值的牲畜如 何有效地繁殖？答案当然还是“克隆”。
二、转基因动物研究进展
㈠ 转基因动物研究的简要回顾 1977年，Gordon首先用微注射的方法将外源mRNA和
DNA注射到非洲爪赡胚胎，发现被注入的核酸完全有功能。 1980年Brinster等利用小鼠胚胎作了类似的研究，表明外 源DNA能够在胚胎细胞转录表达。这些工作奠定了生产可 以“获得新功能”的转基因动物的科学思想和方法。
从1980年底至1981年，有6个研究组相继报道成功地 获得了转基因小鼠。Palmiter将5’调控区缺失后的大鼠生 长激素基因与小鼠金属硫蛋白1基因启动子相连接，然后 将融合基因注入受精小鼠的雄原核，生出21只小鼠，其中 7只为转基因阳性鼠。在阳性鼠中，2号鼠在出生后74天时， 体重达到同窝非转基因小鼠平均体重的1.87倍，这便是著 名的“超级小鼠”.
克隆动物的技术路线
主要包括供核的分离、受体细胞的去核、核卵重 组、重组胚的融合、核移植胚的培养与移植。
克隆动物的研究价值和应用前景
克服动物种间杂交障碍，创造出新的物种，培育良种 快速繁殖扩群 加快珍稀动物繁殖，抢救濒危动物 为了解细胞发育的潜能性，细胞核与细胞质之间相互
转基因动物及其在医学中的应用
转基因动物及其在医学中的应用转基因动物是指通过加减特定的DNA片段而改变了基因构成和性状的动物，也可以认为是指体内基因组中稳定地整合有外源基因的动物。
该项技术始于80年代初，很快便成为研究动物基因表达特性及其功能的重要手段，在基因表达的调控机制等方面的基础理论研究、家畜家禽的遗传性状改造、培育能为人类提供器官移植材料的家畜、培育人类疾病的模型动物、作为生物反应器主产工业和医学所需要的珍贵生物活性蛋白等方面被广泛应用。
本文主要对其在人类医学方面的应用现状及前景作以论述。
1 转基因动物的制备技术用以培育转基因动物的技术叫做转基因技术或基因转移。
其总体过程是：首先从某种动物分离目的基因或人工构建该目的基因，把该目的基因在体外进行重组和扩增，然后再把加工好的目的基因设法导入另一个同种或异种动物受精卵的原核内(或细胞质内)，使其稳定地整合到受体细胞的基因组中，最后使该受精卵发育成携带外源目的基因的个体，即产生了转基因动物。
目前常用的转基因技术主要有：1)原核内显微注射法是将在体外构建的目的基因，在显微操作仪下用极细的微吸管注射到处于原核时期的受精卵的原核中，让这种外源基因通过某种方式整合到受体细胞的基因组中去，以实现转基因的目的。
2)转染技术主要以RNA病毒或DNA病毒为载体，在体外将目的基因或连同启动子等序列一同重组到病毒的核酸载体上。
再让该病毒感染受精卵或胚胎于细胞，利用载体病毒具有主动整合到受体细胞基因组中去的特性，让其连同所携带的目的基因等也一同整合到受体细胞的基因组上去。
90年代后又出现了两种较新的方法，即基因剔除和基因楔入技术。
3)细胞载体技术主要使用胚胎干细胞(ES)作为操作对象。
胚胎干细胞是从哺乳动物早期胚胎的内细胞团中分离得到的一种二倍体细胞，可在体外培养并保持全能分化的潜能，一旦回复到适当的环境条件下即可形成胚系集落。
可以用转基因技术将外源目的基因转移到胚胎干细胞中，通过同源重组或转换的方法使外源基因整合到胚胎干细胞的基因组中。
转基因动物技术
贰转基因动物的一般步骤
1、目的基因克隆和体外重组 1）人工合成 2）互补DNA（cDNA）的克隆 3）DNA克隆 2、外源基因的导入 将目的基因转入→培养→产下后代 3、外源DNA整合、转录及表达的分子检测 是否转基因动物
叁 导入基因的方法
一.显微注射法
二.精子载体法
三.胚胎干（ES）细胞介导法
转基因动物技术：是将外源 基因或体外重组的基因结构转移 到动物的受精卵内，使其在动物 体内得到整合和表达，以产生具 有新遗传特征或性状的动物，并 能将新的遗传信息稳定地遗传给 后代，获得外源基因系或转基因 群，或者是外源基因在特定调控 元件的作用下在某些宿主组织中 进行独立的复制，并在一定时间 内表达外源蛋白（生物反应器）。
2.改变奶蛋白成分和性质的设想
如：奶牛的奶酪产量与k酪蛋白的含量直接相关，转入一个超 量表达的k酪蛋白基因
3.利用家畜生产药物蛋白的研究
如：人的血红蛋白基因转入猪获得成功，所得的转基因猪血液 中表达了人的血红蛋白
陆 转基因动物的应用前景 自20世纪80年代第一只转基因小鼠诞 生起，人类就开始了对转基因动物的 研究。随着研究的不断深入和实验技 术的不断完善，有些转基因动物的成 果已进入实用化和商业化的开发阶段。 目前，转基因动物主要应用于医药、 食品、生产等各个方面。
异体器官移植
器官移植是目前治疗器 官功能衰竭等疾病的首 选技术，为患者带来希 望，利用转基因动物可 以在动物体上培育人体 器官，有效缓解器官供 需日益突出的矛盾。
巨型鲑鱼
许多动物的生长速度取决于体内生长激素的含量。 我们可以用转基因技术往动物体转入生长激素基因， 用此方法培育的转基因鲑鱼，在同一生长期内，平 均重量是普通鲑鱼的11倍，成熟期也比普通鲑鱼快1 倍。
转基因动物操作方法
转基因动物操作方法
转基因动物的操作方法通常有以下几个步骤：
1.选择目标基因：根据研究目的，选择需要转移的外源基因或分子标记序列。
2.构建载体质粒：将外源基因或分子标记序列插入到适当的载体质粒中，以便在某些宿主细胞中稳定复制和表达。
3.转染宿主细胞：将构建的载体质粒导入宿主细胞内，通常使用电穿孔、微注射、胚胎干细胞等方法。
4.筛选转基因细胞：通过响应选择压力、筛选抗性细胞或特定性状的细胞，筛选出成功转基因的细胞。
5.多代培育和筛选：将转基因细胞分离并培养，再次筛选确认其稳定性和正确性，并进行多代的培育和筛选，直到得到符合要求的转基因细胞。
6.基因型鉴定和表型观察：通过PCR、Southern blot等方法对转基因细胞的基因型进行确认，同时对其生长发育、行为特性等进行观察和评估。
7.繁殖转基因动物并进行研究：将转基因细胞移植到合适的受体中，通过移植和繁殖转基因动物，进行相关科学研究的实验设计和实施。
转基因动物
受精卵中，有分别来自卵子和精子的两个原核，通常来自精子的雄性原核较大，能容纳更多的外源DNA，因 此一般都是向雄性原核注入DNA溶液；另外，要导入的基因DNA还必须先用琼脂糖凝胶电泳法测定其纯度。
胚胎干细胞（ES细胞）是指从囊胚期的内细胞团中分离出来的尚未分化的胚胎细胞，具有发育全能性，能进 行体外培养<；扩增、转化和制作遗传突变型等遗传操作。本法以整合有外源基因的ES细胞作为供体细胞，大致 过程如下：
（5）将注射过的胚胎，经培养后筛选无发育缺损的囊胚，移植到交配第3天的假孕受体动物子宫内，培育出 转基因动物。本法外源基因整合率高，植入囊胚前筛选合适的转化的ES细胞，克服了以前只能在子代选择的缺点， 并能充分利用分子生物学发展起来的各种先进方法，是很有前途的技术。缺点是不易建立ES细胞系。并且由于通 过嵌合体途径，所以实验周期长。
（2）乙型肝炎病毒携带者模型：乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）携带者的肝癌发生率为正常人 的100~200倍，但尚缺乏有效的治疗方法。HBV只感染人或大猩猩，尚未研究出其他适宜的动物模型。通常认为， 对HBV的免疫应答是受基因支配的，其免疫应答不充分者则成为慢性肝炎；肝癌的发生机制并不是单一的，由慢 性肝炎的存在引起的肝细胞坏死和再生之问存在种种的遗传变异并出现癌变。HBV基因组是含有部分单链区的环 状双链DNA分子，两条单链长度不一，长链为负链（3.2kb），短链为正链，约为负链的50%～80%。因此，如果使 l．2HB-BS的DNA成为两端重复的线状DNA用于转导，可实现全基因组的表达。另一方面，当仅要求HBS抗原表达时， 仅需要导入1.2HB-BS基因即可。将添加了l.2HB-BS的HBV DNA导人C57BL/6J小鼠，在肝复制HBV，在血中释放病 毒粒子。基因的表达在胚胎期发生，但对这些病毒抗原表现免疫宽容（钝化状态），不表现任何病理学变化，因 此可作为人HBV携带者的模型。导人基因的小鼠与人一样，临床表现没有任何异常。
转基因动物在生物医学研究中的应用
转基因动物在生物医学研究中的应用转基因动物是指通过基因工程技术向动物的基因组中引入外源基因，从而使其具有新的特性和功能的动物。
转基因动物在生物医学研究中的应用日益广泛，为研究人类疾病的机制、寻找治疗方法以及开发新药等提供了重要的模型和平台。
下面将从疾病模型、基因功能研究、新药开发等方面介绍转基因动物在生物医学研究中的应用。
首先，转基因动物被广泛应用于疾病模型的研究。
通过操纵动物的基因组，科研人员可以模拟人类疾病的发生过程，揭示疾病的发病机制和病理过程。
例如，通过植入人类乳腺癌基因HER2/neu的转基因小鼠模型，科研人员成功模拟出乳腺癌的发生过程，研究肿瘤的生长、转移等关键过程，并为肿瘤治疗提供了新的靶点和方法。
此外，转基因小鼠模型还被用于研究神经系统疾病、心血管疾病、肺部疾病等，为疾病的预防和治疗提供了有力的依据。
其次，转基因动物也被广泛应用于基因功能研究。
通过靶向基因敲除、基因敲入、基因过表达等技术，科研人员可以精确地调控动物的基因表达，研究基因在生物学和生理学中的功能。
例如，科研人员通过敲除小鼠中的血红蛋白基因，研究了血红蛋白在血液循环中的作用，揭示了血红蛋白与贫血、心血管疾病等之间的关系。
此外，通过过表达人类激素受体基因的转基因小鼠模型，研究人员成功阐明了激素在生长发育、代谢调节等方面的重要功能。
另外，转基因动物在新药开发中也发挥着重要的作用。
通过操纵动物基因，使其表达人类特定的受体、酶类等分子靶点，不仅可以模拟人体对药物的反应，还可以评估药物的有效性和安全性。
例如，转基因小鼠模型被广泛应用于肿瘤药物筛选，科研人员可以基于小鼠模型中肿瘤相关基因的突变情况，评估药物对肿瘤的治疗效果。
此外，转基因小鼠模型还用于对心血管药物、神经系统药物、免疫调节剂等药物的研发和安全性评估。
总的来说，转基因动物在生物医学研究中的应用是多方面的。
通过构建具有人类疾病特点的转基因动物模型，研究人员可以深入了解疾病的发病机制和病理过程，为疾病的预防、诊断和治疗提供新的思路和方法。
转基因动物在生物医学研究中的应用
转基因动物在生物医学研究中的应用随着现代科学技术的不断进步，转基因技术越来越普及，转基因动物也愈发受到科学家的重视，逐渐成为生物医学研究领域中不可或缺的工具。
本文将从转基因技术的基本原理出发，逐步探讨转基因动物在生物医学研究中的应用。
一、转基因技术的基本原理转基因技术（genetic modification technology）是人类对基因组的干预，通过改变目标基因的序列来实现特定目的的一种技术。
在生物医学研究中，通常采用基因敲除和基因敲入两种方法。
基因敲除是指去除或破坏目标基因，以观察该基因在生物体内的生理或生化功能；而基因敲入则是将外源基因或变异基因导入目标生物体，从而改变其生理或生化功能。
二、转基因动物在药物筛选中的应用转基因动物在药物筛选中的应用是其最为广泛的领域之一，许多转基因动物模型被广泛应用于药物研究和开发。
例如，转基因小鼠被用于肿瘤治疗药物研究。
科学家对小鼠基因进行修改，使其产生人类肿瘤，然后利用这些小鼠模型，测试新型药物的疗效。
这种方法大大缩短了肿瘤治疗药物的研究和开发时间。
此外，转基因小鼠还被广泛应用于疾病模型的研究中，如肥胖症、糖尿病等。
三、转基因动物在疾病研究中的应用除了在药物筛选中的应用，转基因动物在疾病研究中也有很多应用。
例如，利用转基因技术制造的疾病模型可以更好地理解疾病的发病机制和病理过程。
例如，利用转基因技术制造的阿尔茨海默氏病小鼠模型，可以模拟人类阿尔茨海默氏病的发病机制和病理过程，供科学家们研究和探索治疗方法。
四、转基因动物在基因治疗中的应用转基因动物在基因治疗中也具有潜力。
基因治疗是利用外源基因治疗疾病的一种方法。
利用转基因动物的基因敲入技术，可以将外源基因导入到生物体中，达到治疗疾病的目的。
例如，研究人员曾利用具有前列腺素合成酶基因敲入的小鼠模型对治疗心血管疾病进行了研究，取得了初步的成功。
五、转基因技术面临的挑战和问题尽管转基因技术在生物医学研究中具有广泛的应用和潜力，但也面临着许多挑战和问题。
《转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默相关研究》范文
《转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默相关研究》篇一摘要：本文以转基因阿尔巴斯白绒山羊为研究对象，探讨其外源基因沉默的机制及其对基因表达和生物学特性的影响。
通过对转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默现象的研究，以期为后续转基因动物的培育及改良提供理论基础和实验依据。
一、引言随着生物技术的发展，转基因技术已在动物育种和遗传病治疗等多个领域取得重要突破。
阿尔巴斯白绒山羊作为一种具有优良绒毛品质的动物，被广泛应用于科学研究与产业实践中。
近年来，研究者通过向阿尔巴斯白绒山羊导入外源基因以改善其经济性状或提供新性状的研究日趋增多。
然而，在基因转导过程中出现的基因沉默现象一直是研究的重点和难点。
本文旨在研究转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默的机制及其对生物特性的影响。
二、材料与方法1. 材料选择健康、无特定病原体的转基因阿尔巴斯白绒山羊作为实验对象，并准备相应的实验试剂和仪器。
2. 方法（1）建立转基因阿尔巴斯白绒山羊模型：通过基因编辑技术将目的基因导入山羊体内，并筛选出成功转导的个体。
（2）外源基因沉默检测：采用PCR、荧光定量PCR、Western Blot等技术手段，检测外源基因在山羊体内的表达情况及沉默现象。
（3）分析外源基因沉默机制：通过生物信息学分析、基因组学研究等方法，探讨外源基因沉默的分子机制。
（4）观察生物学特性变化：比较沉默基因与正常表达基因的山羊在生长速度、产绒量、抗病性等方面的差异。
三、结果与分析1. 外源基因沉默现象的观察通过PCR和荧光定量PCR等实验方法，发现部分转基因阿尔巴斯白绒山羊的外源基因出现了不同程度的沉默现象。
其中，某些位点的沉默率较高，而其他位点则相对较低。
2. 外源基因沉默的分子机制通过生物信息学分析和基因组学研究，发现外源基因沉默与基因甲基化、非编码RNA的调控等因素有关。
此外，宿主细胞的免疫反应也可能对外源基因的表达产生影响。
3. 生物学特性变化比较沉默基因与正常表达基因的山羊在生长速度、产绒量、抗病性等方面的差异，发现外源基因沉默对山羊的生物学特性产生了一定影响。
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医药领域
1.用作生物反应器生产昂贵药物和保健产品
把药用蛋白或营养蛋白质与组织特异性表达调控元件藕联， 运用家畜的造血系统或泌乳蛋白生产药用或营养蛋白质，
提高畜牧业的经济效益。
2.利用转基因猪生产人类所需要的器官 转基因动物技术的发展可以将携带有人免疫系统基因的转基
因猪，为人的器官移植提供了有效的器官来源途径。
3. 建立人类疾病的动物模型 通过精确地激活或增强某些基因的表达，制作各种人类遗传疾 病的动物模型，其研究结果具有较高的真实性，可用于诊断、治 和新药筛选。同时利用转基因动物可建立敏感动物品系及与人类 相同疾病的动物模型，可用于药物筛选。
家畜乳腺生物反应器生产重组蛋白的优势
• 生物活性高，家畜乳腺可对表达的蛋白质进行糖基化 酯化和磷酸化等翻译后加工，产物接近天然提取物， 不易产生抗药性。 • 乳腺可以不断分泌奶汁，长期收集不会对动物造成伤害。 • 对动物的生理活动影响小，药物蛋白限制在乳腺内生产，
不会对转基因动物的正常生理活动造成影响。
• 开发周期短、生产成本低。
转基因家畜乳腺生物反应器生产药用蛋白
产品 抗凝血酶 蛋白酶抑制因子 蛋白酶原激活因子 路易斯抗体 抗癌抗体 胰蛋白酶 血纤维蛋白原 受体 山羊 山羊 山羊 山羊 山羊 绵羊 绵羊 用途 表达量/g.L-1 14 20 6 14 0.5 12 6 公司 GTC GTC GTC GTC GTC PPL PPL 研发阶段 获准上市 临床Ⅰ期 临床Ⅱ/Ⅲ期 蛋白质纯化 提高表达量 临床Ⅱ/Ⅲ期 临床前期
第一头转基因猪的降临
推动转基因动物的研究狂潮
1985年，Harmmer和Berm首次用显微注射技术把MT为启动子的人生长激素融 合基因(MT／hGH)注射入猪受精卵的雄原核内， 得到1头转基因猪。
转基因家畜研究发展迅速
研究方向经历两次较大转变
2.外源基因整合的机理
随机整合(Random integration) – 表达水平变化较大。 - 可能由于甲基化灭活。 - 可能缺乏启动子或增强子。 - 可能整合在异染色质而沉默 (silencers)。
Benefits of Transgenic animals to Human Welfare
Agricultural Applications: • Breeding: Increase milk production, high growth rate • Quality: Milk with less lactose, cholesterol, more meat • Disease resistant: Influenza-resistant animals Medical Applications： • Xenotransplantation: Heart, liver, kidney, donor rejection • Nutritional supplements and pharmaceuticals: Insulin, anti-clotting factors • Human gene therapy: Industrial Applications： • Bio-materials: silk • Toxicity sensitive models: Chemical safety testing
Spider Goat
• • • • • • • • • University of Wyoming & Nexia Biotechnologies Transgenic goat Spider silk gene Mammary gland expression Flexible, stronger than steel Bulletproof vests Artificial tendons Clothing Space Elevator
Cancer-Resistant Mouse
• • • • University of Kentucky, 2007 Transgenic mouse Par-4 protein gene Kill cancer cells without affecting normal cells • Resistant to spontaneous and artificially induced tumors
转基因动物研究
动科院动物胚胎工程技术中心
中国科学家用转基因大米研制 人造血2011年11月07日
• 国际在线专稿：据英国《每日电讯报》11月6日报道，由于献血人数减少， 导致血液供应经常出现短缺。中国科学家已经仍含有人类基因的大米中 提炼出一种人类血液中所含的关键蛋白成分，他们将用这种蛋白制造人 造血，治疗烧伤患者或严重失血的病人。 血液中的血浆主要成分为人血清白蛋白（Human Serum Albumin），严 重失血病人最需要它。研究人员认为，转基因大米可以被用于大量生产人 血清白蛋白。人血清白蛋白在人血中大量存在，具有重要作用。它可以将 荷尔蒙、矿物质带往全身，清理血液中的有毒成分，帮助调节血压等。 领导此项研究的武汉大学教授杨代常说：“人血清白蛋白是一种重要蛋 白质，全世界每年需求量达500吨，目前主要来源于人类血浆提炼，但供应 有限。而利用转基因大米可以提供一种经济而安全的方式，生产非动物型 的血液。”
定向整合(Targeted integration) –利用同源重组原理，把 目标基因插入到染色体DNA指定位点。（效率随同源序 列的长度而增加）
转基因表达的可能性很大程度受插入位点周围特性影响。
3.影响外源基因表达的主要因素
受体动物的遗传背景 同一基因在不同物种或同一品种的不同品系之间 表达水平差异很大; 整合位点 同一外源基因整合在染色体的位点不同,基因的表 达水平不同:整合拷贝数过大,基因甲基化;异染色 质区域; 内含子:内含增强子和普通内含子; Brinster等将大鼠生长激素和启动子之间插入内含
子,基因的表达水平也增加10～100倍。
转基因动物研究与应用方向
提高瘦肉率
提高生长速率
提高抗病能力
减少排污
改善肉质成份 改善奶品质
生物材料生产
异种器官移植 医学疾病模型
生物反应器
农业领域 1.改良动物生产性能 利用转基因技术，将所需的优良基因直接转入待改良群体 中，增加新的遗传品质，形成优良的转基因畜禽，仍而改良畜禽 生产性能，如生长速度、繁殖率、瘦肉率、产毛量等，最终培育成 满足人们需要的、具有优良品质的畜禽及鱼类新品系。 2 .抗病育种 对一些种属特异性疾病，可以仍抗该病的动物中克隆出目 的基因，导入易感动物品种的基因组。若该目的基因能够在 宿主基因中表达，那么转基因动物对该病毒具有一定的抵抗 力，由此可培育出抗该病品系。
奶 山 羊
奶量比奶牛少
奶 牛
奶量比奶山羊高得多
体型大、价格高,妊娠期长,产胎儿少, 胚胎来源有限,操作难度大,费力费时, 成本高
转基因仔猪跛行、胃溃疡、糖代谢 紊乱、死亡率高。公猪繁殖率明显 下降
次于奶山羊
猪
生长速度加快,饲料 利用率提高,背膘厚 度下降 个体小,世代周期短, 维持种群容易;产蛋 量很高
Fearless Mouse
• • • • • • • • Rutgers University, 2005 Transgenic mouse Remove the stathmin gene An enzyme in high level of brain implicated in emotional processing and fear Deficits in innate anxiety and learned fear in behavioral test Develop normally Memory were normal Emotional response study
Mighty Mice
• • • • • • Case Western Reserve University, 2008 Transgenic mouse Metabolic enzyme PEPCK-C gene Over produce PEPCK-C enzyme Run 25 times as long as normal one at the same speed Get much of their energy during exercise from fatty acids • Generate less lactic scid • Aging study • Running horses
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杨代常与他的同事开发出一种技术，可以利用细菌将 人类基因植入亚洲大米中，将大米变成“生物工厂”，生 产人体需要的蛋白。现在他们已经成功将人血清白蛋 白基因植入大米中，所生产的蛋白无论仍化学还是物 理成分上看，都与血液中的蛋白成分一样。经过多次实 验，现在大米中所含人血清白蛋白比例已经占10%。 • 布里斯托尔大学高级讲师加文· 墨菲（Gavin Murphy） 称，这项研究将为医院血液供应产生革命性的影响。他 说：“利用田地中种植的植物，可以提供大量血蛋白，将 解决我们现在面临的所有血液供应问题。”但将人类基 因植入大米中引发反对转基因技术人士的安全担忧。 （杨柳）
Drug-Producing Chicken
• • • • • • Roslin Institute, Edinburgh, Scotland Transgenic chicken Antibody against virus of the gut Extract from egg white Simpler and efficient than systhetic methods Children diarrhea
动脉移植 呼吸窘迫症 肺栓\心肌梗塞 乳腺癌、肺癌 结肠癌 肺纤维囊肿 外科创伤
2009年2月6日，FDA刚批准了世界首个转基因动物表达 的药用蛋白ATryn上市并用于临床。