第九章 转基因动物与克隆动物
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转基因动物与克隆动物的区别
转基因动物与克隆动物的区别：转基因，用人工方法将外源基因导入或整合到其基因组内，并能将此外源基因稳定的遗传给下一代的一类动物[1]。
由于转基因动物体系打破了自然繁殖中的种间隔离，使基因能在种系关系很远的机体间流动（有性繁殖）。
克隆，通常是一种生物技术，以人工诱导的无性生殖方式或者自然的无性生殖方式（例如：植物），产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程。
一个克隆就是一个多细胞生物在遗传上与另外一种生物完全一样。
基因工程的内容，原理，步骤：是利用DNA重组技术，将目的基因与载体DNA在体外进行重组，然后把这种重组DNA分子引入受体细胞，并使之增殖和表达的技术[1]；取得符合人们要求的DNA片段，这种DNA片段被称为“目的基因”；构建基因的表达载体；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。
基因工程是人类根据一定的目的和设计,对DNA 分子进行体外加工操作,再引入受体生物,以改变后者的某些遗传性状,从而培育生物新类型或治疗遗传疾病的一种现代的、崭新的、分子水平的生物工程技术现代生物工程：现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技；可分为农业生物技术、医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术等。
[1]生态系统(Ecosystem)是指在一个特定环境内，相互作用的所有生物和此一环境的统称。
此特定环境里的非生物因子（例如空气、水及土壤等）与其间的生物之间具交互作用[2]，不断地进行物质的交换和能量的传递，并借由物质流和能量流的连接，而形成一个整体，即称此为生态系统或生态系。
中国的环保策略：科学协调行业间关系，制定持续发展规划；实现森林资源的供需平衡，持续利用；建立自我调节的生态系统；提高人们的“绿色环保”意识；完善相关法律并严格执行；林业的可持续发展，城市的可持续发展公害public nuisance，凡由于人类活动污染和破坏环境，对公众的健康、安全、生命、公私财产及生活舒适性等造成的危害均为公害，由于大气污染、水体污染、噪声污染、振动、恶臭等所影响和侵害的是不特定的公众，所以由此产生的危害一般均称为公害。
转基因动物与克隆精精品PPT课件
模型 2、肿瘤转基因动物模型
3、代谢疾病转基因动物模型 （1）高歇氏病转基因动物模型 （2）家族性神经多发性淀粉样变
（FAP）转基因小鼠 （二）基因治疗的动物模型：
将外源生长激素基因导入“侏儒 症”小鼠——个头增大3倍，恢复生育 能力。
左侧为转移了大鼠生长激素基因的小鼠
1982年，Richard Palmiter 和 Ralph Brinster 领导 的一个小组将一个能够被锌调控的DNA元件与大鼠的生长激 素基因连在一起，并将其注射到了受精了的小鼠胚胎中， 从而培育出了世界上第一批转基因小鼠。这些转基因小鼠 长期取食含有足量锌的食物后，就会长得非常大。转基因 小鼠的出现掀起了遗传学研究的新的浪潮。
第二节 克隆动物
一、克隆动物的概念—— 动物通过体细胞进行的无性生殖（也
称无性繁殖）以及由无性生殖形成的基因 型几乎完全相同的后代个体组成的群体。
世界卫生组织在关于克隆的非正式声 明中定义为：
遗传上同一的机体或细胞系（株）的 无性生殖。
二、动物克隆技术的基本方法 （一）胚胎分割 （二）细胞核移植：
6、 1989年，意大利拉维特拉纳运用精 子载体法转移外源性DNA，获得PSV2— CAT转基因小鼠。
7、我国1980年代开始转基因动物 研究，成功研制出转基因牛、小 鼠、猪、羊、兔、金鱼。
新进展：
2000年10月，世界首只 转基因猴在美国诞生， 取名“安迪”，这是世 界上首次培育成功转基 因灵长类动物。
料极少的转基因家畜。
（四）研制和生产生物活性物质：
将具有医学价值的生物活性物质
（如组织型纤溶蛋白元激活因子，tPA） 导入家畜或家禽的受精卵，从转基因 动物的体液如乳汁、血液、尿液、腹 水中收获基因产物。
3、代谢疾病转基因动物模型 （1）高歇氏病转基因动物模型 （2）家族性神经多发性淀粉样变
（FAP）转基因小鼠 （二）基因治疗的动物模型：
将外源生长激素基因导入“侏儒 症”小鼠——个头增大3倍，恢复生育 能力。
左侧为转移了大鼠生长激素基因的小鼠
1982年，Richard Palmiter 和 Ralph Brinster 领导 的一个小组将一个能够被锌调控的DNA元件与大鼠的生长激 素基因连在一起，并将其注射到了受精了的小鼠胚胎中， 从而培育出了世界上第一批转基因小鼠。这些转基因小鼠 长期取食含有足量锌的食物后，就会长得非常大。转基因 小鼠的出现掀起了遗传学研究的新的浪潮。
第二节 克隆动物
一、克隆动物的概念—— 动物通过体细胞进行的无性生殖（也
称无性繁殖）以及由无性生殖形成的基因 型几乎完全相同的后代个体组成的群体。
世界卫生组织在关于克隆的非正式声 明中定义为：
遗传上同一的机体或细胞系（株）的 无性生殖。
二、动物克隆技术的基本方法 （一）胚胎分割 （二）细胞核移植：
6、 1989年，意大利拉维特拉纳运用精 子载体法转移外源性DNA，获得PSV2— CAT转基因小鼠。
7、我国1980年代开始转基因动物 研究，成功研制出转基因牛、小 鼠、猪、羊、兔、金鱼。
新进展：
2000年10月，世界首只 转基因猴在美国诞生， 取名“安迪”，这是世 界上首次培育成功转基 因灵长类动物。
料极少的转基因家畜。
（四）研制和生产生物活性物质：
将具有医学价值的生物活性物质
（如组织型纤溶蛋白元激活因子，tPA） 导入家畜或家禽的受精卵，从转基因 动物的体液如乳汁、血液、尿液、腹 水中收获基因产物。
转基因动物(Transgenic animals )
临床前遗传变异影响new chemical entities (新化 学实体)作用，美国FDA规定，新化学实体临床前研 究包括遗传效应对药物代谢影响。对药物有效或毒 性变异预测实验 用于新药临床实验中，筛选病人。
染色体较短，基因种类丰富，最活跃致病染色体（基 因密度在17、19、22号染色体上最高）。
其基因变异与免疫反应、精神分裂、心脏病、弱 智、白血病以及多种癌症相关。人体全部遗传密码图 谱绘制完毕，大量关于人类生长、发育、衰老、遗传 病变秘密随之揭开。
今后100年—200年生命科学奠定基础。随着对人 体致病基因展开全面搜索——了解各种基因功能及基 因之间相互作用。
Transgenic animals （转基因动物）
Clone animals (克隆动物)
博、硕士研究生
本次课所掌握内容
• 基因病的分类 • 基因在医学领域的用途 • 反求生物学 • 转基因动物及实施细则 • 转基因动物的应用 • 克隆动物的概念和技术过程
日本科学家培了一种新的基因改老鼠，它们不具备 感知危险气味的能力，对其“死对手”猫一点都不 觉得害怕，相反还大胆地在猫身上爬来爬去，甚至 依偎在猫身边。此研究发表《自然》杂志上。
这种鼠通过基因改造，失去其鼻腔特殊感受器， 是专门嗅知食物或捕食者气味的器官。科学家此做 是为更加了解嗅觉的机理。老鼠可以通过其它嗅觉 细胞来探知气味，可惜没有关键路线来触发大脑产 生恐惧感，当“死对手”猫或酸性化学物或其它凶 险化合物在场时，它们也不感到害怕。
为证实这一点，科学家将这种鼠放在猫身上，只见 它又闻又吻，还与猫玩耍起来。为进一步探测这些 老鼠对危险的感知能力，研究人员还将老鼠放在一 个能产生疼痛感的旋转平台上，还放些捕食动物如 雪豹和狐狸的尿液让它们闻，看老鼠是否害怕。结 果发现，这些老鼠开始小心翼翼，之后很好奇，没 有一点害怕的表现。
染色体较短，基因种类丰富，最活跃致病染色体（基 因密度在17、19、22号染色体上最高）。
其基因变异与免疫反应、精神分裂、心脏病、弱 智、白血病以及多种癌症相关。人体全部遗传密码图 谱绘制完毕，大量关于人类生长、发育、衰老、遗传 病变秘密随之揭开。
今后100年—200年生命科学奠定基础。随着对人 体致病基因展开全面搜索——了解各种基因功能及基 因之间相互作用。
Transgenic animals （转基因动物）
Clone animals (克隆动物)
博、硕士研究生
本次课所掌握内容
• 基因病的分类 • 基因在医学领域的用途 • 反求生物学 • 转基因动物及实施细则 • 转基因动物的应用 • 克隆动物的概念和技术过程
日本科学家培了一种新的基因改老鼠，它们不具备 感知危险气味的能力，对其“死对手”猫一点都不 觉得害怕，相反还大胆地在猫身上爬来爬去，甚至 依偎在猫身边。此研究发表《自然》杂志上。
这种鼠通过基因改造，失去其鼻腔特殊感受器， 是专门嗅知食物或捕食者气味的器官。科学家此做 是为更加了解嗅觉的机理。老鼠可以通过其它嗅觉 细胞来探知气味，可惜没有关键路线来触发大脑产 生恐惧感，当“死对手”猫或酸性化学物或其它凶 险化合物在场时，它们也不感到害怕。
为证实这一点，科学家将这种鼠放在猫身上，只见 它又闻又吻，还与猫玩耍起来。为进一步探测这些 老鼠对危险的感知能力，研究人员还将老鼠放在一 个能产生疼痛感的旋转平台上，还放些捕食动物如 雪豹和狐狸的尿液让它们闻，看老鼠是否害怕。结 果发现，这些老鼠开始小心翼翼，之后很好奇，没 有一点害怕的表现。
转基因动物(Transgenic animals )
改变现有医生看病模式：
巴德年：“未来医学应该是3P医学，即预见、预 防、个人化”。患者拥有记载个人生理和病理奥秘 基因组图，录制磁盘，看医生带上磁盘即可。医生 根据磁盘上遗传信息，做出综合评估——将来信息 化医疗将成为主流医学。
诊断技术更新：
目前临床是表型诊断，一旦确定，疾病已经发生。 以后在基因水平上提供诊断依据，产生基因诊断也称 DNA诊断技术。病因性基因异常，发病前即已存在， 进行病前、产前、甚至早期胚胎诊断。疾病早防、早 诊、早治均有重要价值。
应用领域：生物高新技术，该技术所取得成果 展示转基因动物技术在分子生物学、分子遗传 学、分子免疫学、分子药理学、肿瘤工程学、 医学及畜牧学等领域有无限广阔应用前景。 实施细则：研究癌基因的作用及癌细胞发生、 发展及抑制机理；免疫系统中细胞及因子相互 作用；发育中基因表达、调控等提供了大量资 料。集实验动物活体内整体水平、细胞水平和 分子水平为一体，更能体现生命整体研究效果。
合理用药中应用： 合理用药核心是个体化给药，目前主要测定药 物体液浓度，药物动力学原理计算参数。对于血 药浓度与药效相一致的药物可行，对血药浓度与 药效不一致药物，不能达到合理个体化给药。两 个病人诊断相同，同一药物治疗，血药浓度相同， 疗效不同，传统药物动力学、
药效学原理无法解释。要考虑到药物作用相关 位点（受体）是否发生变异？药物作用位点变 异可能发生在基因水平，也可能发生在翻译， 转录水平，基因水平变异相对比较容易鉴定 （研究表明，基因变异与药物效应差异更具相 关性），药物基因组学在临床合理用药中应用 前景广阔，以前无法解释的药效学现象找到了 答案。
1998年与2005年药物基因组学市场（百万美圆）
适应症 1998年 2005年
心血管病
《转基因克隆动物》课件
04
转基因克隆动物的伦理和社 会问题
转基因克隆动物的伦理问题
动物福利问题
转基因克隆动物通常在实验室或 农场中饲养，可能导致动物遭受
痛苦和折磨。
生物多样性问题
转基因克隆动物可能对生物多样性 产生负面影响，例如破坏生态平衡 和导致基因污染。
人类干预自然规律
转基因克隆技术违背了自然规律， 过度干预可能导致不可预测的后果 。
2000年代
随着CRISPR-Байду номын сангаасas9等新型基因编辑 技术的出现，转基因克隆动物的培育 效率和质量得到进一步提高。
1990年代
科学家开始尝试将转基因技术与克隆 技术结合，培育转基因克隆动物。
2010年代至今
随着基因编辑技术的发展，科学家成 功培育出多种转基因克隆动物，如转 基因克隆猪、转基因克隆牛等。
转基因克隆动物的应用前景
医学研究
01
转基因克隆动物可用于医学研究，模拟人类疾 病的发生和发展过程，为疾病治疗和药物研发
提供实验模型。
农业生产
03
转基因克隆动物可用于优良品种的快速繁殖和 遗传改良，提高农业生产效率。
生物制药
02
利用转基因克隆动物生产人类疾病治疗所需的 蛋白质、酶等生物活性物质，具有广阔的市场
THANKS
前景。
濒危物种保护
04
通过转基因克隆技术，可以保护濒危物种，避 免其灭绝。
02
转基因克隆动物技术
转基因技术
转基因技术定义
转基因技术是指通过人工方法将一个生物的基因切出来，接到另一个生物的基因上，让接收基因 的生物表现出新的特性。
转基因技术的应用
转基因技术广泛应用于农业、医药、工业等领域，例如转基因作物、转基因药物等。
转基因动物与动物生物反应器ppt课件
5
Gordon等首次成功地将含有HSV和SV40 DNA 片段的重组质粒DNA以显微注射法导入小鼠受精 卵的雄原核内，得到了带有这种外源DNA顺序小 鼠。
1982年，Palmiter等运用此法得到的所谓“超 级巨鼠”,曾引起整个生物学界的轰动。
到目前为止，人类已获得转基因鱼、鼠、羊、猪、 兔、牛等等大小动物。
4
动物所有细胞均整合有外源基因，则具有将外源 基因遗传给子代的能力，通常被称为转基因动物。
一般用胚胎干细胞法或逆转录病毒载体法制备的 第一代转基因动物均为嵌合体动物，而显微注射 法得到的第一代转基因动物中，也有20％为嵌合 体动物。
当外源基因在转基因动物体内表达，并培育出其 表型与人类疾病症状相似的动物模型，则称其为 转基因动物模型。
目前, 已经培育出了动脉粥样硬化、镰刀形红细胞 贫血症、痴呆症、自身免疫病、淋巴系统病、真 皮炎及前列腺癌等多种疾病的模型动物,为这类疾 病的研究提供了方便。
35
（3）动物品种改良
通过外源基因的导入，改造动物的基因组,可 达到使家畜、家禽的生长速度加快，肉、蛋或奶 产量及品质提高，饲料利用率提高、抗病力加强 的目的。 目前应用最广的是，通过此技术改变牛奶的品质 和成份。在我国已获得转人乳清白蛋白、人乳铁 蛋白等转基因牛奶，为我国的“人源化牛奶”产 业化定了重要的基础。
2
转基因动物（transgenic animal）的概念
指借助基因工程技术将外源基因导入受体动物染 色体内，外源基因与动物基因整合后，随细胞的 分裂而扩增，在体内表达，并能稳定的遗传给后 代的动物。
即指基因组中整合有外源基因的一类动物。 整入动物基因组的外源基因被称为转基因
(transgene)。
类具有较多的相似性。 因而猪在提供人类移植所用的器官方面成为
Gordon等首次成功地将含有HSV和SV40 DNA 片段的重组质粒DNA以显微注射法导入小鼠受精 卵的雄原核内，得到了带有这种外源DNA顺序小 鼠。
1982年，Palmiter等运用此法得到的所谓“超 级巨鼠”,曾引起整个生物学界的轰动。
到目前为止，人类已获得转基因鱼、鼠、羊、猪、 兔、牛等等大小动物。
4
动物所有细胞均整合有外源基因，则具有将外源 基因遗传给子代的能力，通常被称为转基因动物。
一般用胚胎干细胞法或逆转录病毒载体法制备的 第一代转基因动物均为嵌合体动物，而显微注射 法得到的第一代转基因动物中，也有20％为嵌合 体动物。
当外源基因在转基因动物体内表达，并培育出其 表型与人类疾病症状相似的动物模型，则称其为 转基因动物模型。
目前, 已经培育出了动脉粥样硬化、镰刀形红细胞 贫血症、痴呆症、自身免疫病、淋巴系统病、真 皮炎及前列腺癌等多种疾病的模型动物,为这类疾 病的研究提供了方便。
35
（3）动物品种改良
通过外源基因的导入，改造动物的基因组,可 达到使家畜、家禽的生长速度加快，肉、蛋或奶 产量及品质提高，饲料利用率提高、抗病力加强 的目的。 目前应用最广的是，通过此技术改变牛奶的品质 和成份。在我国已获得转人乳清白蛋白、人乳铁 蛋白等转基因牛奶，为我国的“人源化牛奶”产 业化定了重要的基础。
2
转基因动物（transgenic animal）的概念
指借助基因工程技术将外源基因导入受体动物染 色体内，外源基因与动物基因整合后，随细胞的 分裂而扩增，在体内表达，并能稳定的遗传给后 代的动物。
即指基因组中整合有外源基因的一类动物。 整入动物基因组的外源基因被称为转基因
(transgene)。
类具有较多的相似性。 因而猪在提供人类移植所用的器官方面成为
转基因、基因克隆与基因敲除技术
内切酶消化 线性化打靶载体
打靶载体
转染 基因组
纯合子小鼠 （基因剔除）
兄妹交配
杂合子小鼠
同源重组
正常小鼠
交配
杂合子小鼠
同源重组的胚胎干细胞
杂合子小鼠
植入
胚泡
假孕小鼠
黑色雌性大鼠
B 、 制 备 基 因 敲 除 动 物 （ 小 鼠 ）
来自褐色大鼠
1、Neor （neomycin-resistance gene)基因：阳性 筛选标志，使细胞具有抵抗新霉素（G418）能力。
1号发生位点同源重组，在G418培养基中生长；
2号为随机插入重组，带入tk基因，可在G418培养基中生长，但 在gangcyclovir培养基中被杀死；
3号未发生任何重组，为正常细胞，在G418培养基中被杀死。
抵抗G418的基因 1 2 tk基因 3
B、制备基因敲除动物（小鼠）
1、将发生同源重组的胚胎干细胞导入来自黑色的小鼠胚泡 中（形成嵌合体胚胎，两套基因物质） 2、将胚泡植入假孕小鼠子宫中发育。 3、诞生出杂合的嵌合体小鼠，具黑毛和褐色毛，胚胎干细 胞来自褐色小鼠，正常胚胎来自黑色小鼠。 4、嵌合体小鼠与野生黑色小鼠交配，产生纯黑色与纯褐色 的后代小鼠，其纯褐色小鼠为杂合子，有一目的基因已被敲 除。 5、近亲交配，产生纯合子基因敲除小鼠（第四代）。
G418（也称遗传霉素）是一种氨基糖类抗生素，其结构与新霉 素、庆大霉素、卡那霉素相似，它通过影响80S核糖体功能而阻 断蛋白质合成,对原核和真核等细胞都有毒性 ,包括细菌、酵母、 植物和哺乳动物细胞 ,也包括原生动物和蠕虫。是稳定转染最常 用的选择试剂。当neo基因被整合进真核细胞基因组合适的地方 后 ,则能启动neo基因编码的序列转录为mRNA,从而获得抗性产 物氨基糖苷磷酸转移酶的高效表达 ,使细胞获得抗性而能在含有 Ｇ418的选择性培养基中生长。Ｇ418的这一选择特性 ,已在基 因转移、基因敲除、抗性筛选以及转基因动物等方面得以广泛应 用。
动物克隆与转基因克隆技术
Dnmt1
61790 bp DNA 40个外显子 mRNA join(1..316,13059..13095,14251..14358,14567..14786, 17769..17844,19518..19596,21231..21265,21962..22046, 26772..26806,28451..28538,31776..31810,32388..32469, 34718..34752,35073..35118,35214..35294,35369..35478, 38627..38745,39191..39283,40080..40231,40363..40550, 40657..40843,43289..43386,43591..43738,45168..45283, 45479..45683,46119..46252,48612..48785,51149..51370, 52916..53108,53947..54031,54227..54355,54808..55090, 55319..55460,56531..56697,57127..57304,57856..58051, 58849..59015,59284..59400,60829..60919,61435..61790)
TE随机失活， 倾向已失活X 父源失活
供体细胞融合入去核MII卵母细胞
NEBD PCC
假原核形成并快速膨大
染色体全基因组水平去甲基化
胚胎早期发育基因的激活
发生充分的NEBD和PCC的灵长类SCNT胚胎
高达20%能发育至囊胚(Mitalipov, Zhou et al. 2007)。 Sung的研究结果却表明PCC不是牛体细胞重 编程的必需条件(Sung, Shen et al. 2007)
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
二、向受精卵雄性原核注入DNA溶液
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。
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。
转基因动物及克隆动物
关于逆转录病毒
1、Retrovirus是只有一条单链RNA的病 毒类的总称。
2、逆转录病毒在逆转录酶（RT）的作用下 可以将本身的单链RNA作为模板进行复 制和遗传信息的传递。
3、逆转录病毒通过病毒中膜糖蛋白和宿主 细胞表面的受体相互作用而进入宿主细胞。
原理
1、逆转录病毒具有高效感染和在宿 主细胞DNA上高度整合的特性。
1980年，Gordon等首次采用受精卵原 核显微注射法，首次将疱疹病毒和SV40 的DNA片段导入小鼠基因组，成功制作 转基因小鼠，开创了转基因动物的新纪 元。
1982年 Palmiter-“超级巨鼠”
华盛顿大学的Palmiter将大鼠 的生长激素基因注射到小鼠受精 卵内, 培育出体型明显大于正常 小鼠的超级鼠, 成果轰动一时。
第二部分 克隆动物
克隆（Clone）
WHO:遗传上同一的机体或细胞系 （株）的无性生殖。
克隆动物（clonal animal）
是指用人工方法得到无性繁殖的在 遗传上与亲本动物完全相同的动物
动物克隆方法
➢一、胚胎分割
➢二、细胞核移植 —— 胚胎细胞核移植 —— 体细胞核移植
一、胚胎分割法
原理
将未着床的早期胚胎经显微手术后，分割为二、四、六若干等份，给每个 受体内植入一部分胚胎而妊娠产仔，这样由一个胚胎可以克隆出多个遗 传性能完全一样的后代个体。
▪ 800余种人为改造小鼠产生
其中开发最成功的是转基因小鼠
HBV转基因动物树鼩
3.基因治疗（gene therapy）
指将外源功能性目的基因导入病人体内，通过调控目的基因表达，抑制、替代 或补偿缺陷基因，从而恢复受累细胞、组织或器官的生理功能，达到疾病治疗 目的的一种方法。
转基因动物和克隆动物
转基因动物的基本原理和制作方法： 它的基本原理是将改建后的目的基因（或 基因组片段）用显微注射等方法注入实验 动物的受精卵（fertilized）（或着床前胚胎 细胞），然后将此受精卵（或着床前胚胎 细胞）再植入受体动物的输卵管（oviduct） （或子宫）中，使其发育成携带外源基因 的转基因动物。 人们可以通过分析转基因和动物表型的关 系，揭示外源基因的功能，也可以通过转 基因进one) 是指一个遗传单位或一个生命单 位通过无性繁殖方式，产生的生物学上完全相 同的遗传单位或生命单位。 克隆动物，是采用克隆技术通过对动物个体的 体细胞的体外培养，并进行有限代数的繁殖， 制备出可供移植的细胞核供体，移植到去核的 卵母细胞中，经过培养再移植到母体输卵管或 子宫中，发育分娩，得到同核供体基因型完全 一致的动物个体。
转基因动物的制作方法很多： 1、受精卵雄原核显微注射法 、 2、逆转录病毒感染法 、 3、胚胎干细胞（ES细胞）法 、胚胎干细胞（ 细胞） 细胞 4、体细胞核移植法 、 5、精子载体法 、 6、YAC法 、 法
显微注射法 转基因动物制作过程 （P79）
⑴准备假孕母鼠（养母） 准备假孕母鼠（养母） ⑵受精卵的准备 ⑶基因导入 ⑷胚胎移植 ⑸对幼鼠的鉴定
第三节 转基因动物和克隆动 物
一、转基因动物
发展于八十年代初。 发展于八十年代初。 转基因动物的优势：分子基因、 转基因动物的优势：分子基因、细胞及动物整 体水平结合起来。 体水平结合起来。 广泛的应用于医学、药学、 广泛的应用于医学、药学、畜牧兽医的多个领 域。
1、什么是转基因动物 转基因动物（transgenic animals）是通 过实验手段将新的遗传物质导入到动物 胚胎细胞中，并能稳定遗传，由此获得 的动物称为转基因动物。
转基因动物和克隆动物
胞核移植技术，是指将一个动物细胞的 细胞核移植至去核的卵母细胞中，产生与供细胞 核动物的遗传成份一样的动物的技术。科学家们 已经先后在绵羊、小鼠、牛、猪、山羊等动物上 获得胚胎细胞核移植后代，目前，体细胞克隆也 在牛、山羊、小鼠等物种上均获得了成功。 （二）细胞核移植方法 先在体外培养的体细胞 中进行基因导入，筛选获得带转基因的细胞。然 后，将带转基因体细胞核移植到去掉细胞核的卵 细胞中，生产重构胚胎。重构胚胎经移植到母体 中，产生的仔畜百分之百是转基因动物。
三、转基因动物的应用 （一）提高动物优良性状、改善动物产品 质量 （二）动物抗病育种 （三）生产药用蛋白 （四）生产人用营养保健品 （五）生产可用于人体器官移植的动物器 官 （六）建立诊断、治疗人类疾病及新药筛 选的动物模型
四、克隆动物 动物克隆是一种通过核移植过程进行无性繁殖 的技术。发育早期的动物胚胎细胞，或成年动物 的体细胞，经显微手术移植到去掉细胞核的卵母 细胞中之后，在适当的条件下，可以重新发育成 正常胚胎。这种胚胎被移植到生殖周期相近的母 体之中，可以发育成为正常动物个体。经过核移 植而产生的动物，其遗传结构与细胞核供体完全 相同。这种不经过有性生殖过程，而是通过核移 植生产遗传结构与细胞核供体相同动物个体的技 术，就叫做动物克隆。
（三）细胞核和克隆的分类 按使用的细胞性质不同克隆可分为： ①胚性 克隆 用未分化的胚胎进行胚胎细胞核移植、胚胎 干细胞核移植、胚胎成纤维细胞核移植、胚胎分 割或胚胎嵌合等操作培育出新个体； ②无性克隆 用已分化的体细胞进行核移植培育出新个体，亦 称体细胞克隆。当前谈论的克隆多指体细胞克隆。 根据供核体细胞的不同，动物克隆又可分为两种 类型： ①同种体细胞克隆 用相同物种体细胞进行 核移植； ②异种体细胞克隆 将一种动物的体细胞 核移植到另一种动物的去核（遗传物质）卵母细 胞中。 按研究目的不同，克隆可分为生殖性克隆 与治疗性克隆；生殖性克隆指无性繁殖新个体， 治疗性克隆指用克隆技术培育出某些组织器官用 于医疗。
三、转基因动物的应用 （一）提高动物优良性状、改善动物产品 质量 （二）动物抗病育种 （三）生产药用蛋白 （四）生产人用营养保健品 （五）生产可用于人体器官移植的动物器 官 （六）建立诊断、治疗人类疾病及新药筛 选的动物模型
四、克隆动物 动物克隆是一种通过核移植过程进行无性繁殖 的技术。发育早期的动物胚胎细胞，或成年动物 的体细胞，经显微手术移植到去掉细胞核的卵母 细胞中之后，在适当的条件下，可以重新发育成 正常胚胎。这种胚胎被移植到生殖周期相近的母 体之中，可以发育成为正常动物个体。经过核移 植而产生的动物，其遗传结构与细胞核供体完全 相同。这种不经过有性生殖过程，而是通过核移 植生产遗传结构与细胞核供体相同动物个体的技 术，就叫做动物克隆。
（三）细胞核和克隆的分类 按使用的细胞性质不同克隆可分为： ①胚性 克隆 用未分化的胚胎进行胚胎细胞核移植、胚胎 干细胞核移植、胚胎成纤维细胞核移植、胚胎分 割或胚胎嵌合等操作培育出新个体； ②无性克隆 用已分化的体细胞进行核移植培育出新个体，亦 称体细胞克隆。当前谈论的克隆多指体细胞克隆。 根据供核体细胞的不同，动物克隆又可分为两种 类型： ①同种体细胞克隆 用相同物种体细胞进行 核移植； ②异种体细胞克隆 将一种动物的体细胞 核移植到另一种动物的去核（遗传物质）卵母细 胞中。 按研究目的不同，克隆可分为生殖性克隆 与治疗性克隆；生殖性克隆指无性繁殖新个体， 治疗性克隆指用克隆技术培育出某些组织器官用 于医疗。
转基因动物
双层琼脂包埋后移入中间受体 移入同期发情的受体动物
切开透明带
徒手分割法
吸取卵裂球团
切割卵裂球团
移入空透明带
2.胚胎分割的注意事项
分割胚胎发育阶段与透明带的关系：防止胚胎与其他
不相容的细胞直接接触。 胚胎切割的次数：2细胞期、4细胞期、8细胞期的胚胎 进行二分或四分割，移植后均能发育为正常胎儿。桑椹胚 分割后胚细胞数过少会影响分割胚的发育，所以桑椹胚四 分胚的发育率低于半胚。在囊胚阶段由于内细胞团较少， 一分为二后囊胚塌陷，故不易进行四分操作。
2.生物反应器
生产出具有医药价值的生物活性蛋白质药物
血液 蚕茧
膀胱
乳腺
鸡蛋蛋清
国际 抗胰蛋白酶 凝血酶 III
C 蛋白
表达产品的 表达水平 开发状况 动物
绵羊 山羊 猪 16 克/升 6 克/升 1 克/升 商业化 三期临床 三期临床
国内
-1b 干扰素 生长激素 血清白蛋白
IBDV 膜蛋白
在小鼠中 表达的水平
操作液：含10～20%血清的PBS液；12.5%的蔗糖液在
分割胚胎时细胞发生皱缩，容易分割，但该液可能影响
分割胚发育。 动物种类：不同动物胚胎分割难易程度不同。如山羊 桑椹胚细胞间联系弱，分割时易造成溃散，影响分割 胚的存活。
移植半胚数与移植部位：
（二）胚细胞核移植的操作方法
1.核供体的获取：0.2%链酶蛋白酶或pH5.2的酸性台
COMPANIES PRODUCING BIOPRODUCTS USING TRA NSGENIC DOMESTIC LIVESTOCK (2004)
3.生产可用于人体器官移植的动物器官
来源不足；免疫排斥 敲入 转基因猪
细胞工程复习资料
绪论1、细胞工程：按照一定的设计方案，通过在细胞、亚细胞或组织水平上进行实验操作，获得重构的细胞、组织、器官以及个体，创造优良品种和产品的综合性生物工程。
2、体外培养：指生物细胞和组织在离体条件下的生长和增殖。
3、细胞融合或细胞杂交：指两个或两个以上的细胞融合形成一个细胞的过程。
（单克隆抗体技术）4、细胞核移植：利用显微操作技术将细胞核与细胞质分离，然后再将不同来源的核与质重组，形成杂合细胞。
（克隆羊“多利”）5、染色体工程：把单个的染色体或染色体组转入或移出受体细胞，从而形成新的染色体组合和遗传构成。
（植物育种）6、胚胎工程：指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。
包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。
（畜牧优良品种繁殖技术）7、组织工程：将干细胞与材料科学相结合，将自体或异体组织的干细胞经体外扩增后种植在预先构建好的聚合物骨架上，在适宜的生长条件下干细胞沿聚合物骨架迁移、铺展、生长和分化，最终发育形成具有特定形态及功能的工程组织。
（人工软骨）8、转基因动物：通过基因工程技术将外源的目的基因导入生殖细胞或早期胚胎，并整合到受体细胞的基因组中，经发育形成所有细胞都包含目的基因的动物个体。
9、动物生物反应器：将目的基因在器官或组织中进行特异性高表达的转基因动物称为动物生物反应器。
（乳腺生物反应器）10、转基因植物：通过基因工程技术将外源的目的基因导入植物细胞直接进行诱导培养所形成的再生植株。
11、植物生物反应器：能够生产某些重要蛋白质和次生代谢产物的转基因植物。
第一章细胞培养的设施与基本条件1、细胞工程实验室应能进行六方面的工作：无菌操作、培养、制备、清洗、消毒灭菌处理和储藏2、超净工作台分为侧流式（垂直式）和外流式（水平式）：原理：将室内空气经粗过滤器初滤，由离心机压入静压箱，再经高效空气过滤器精滤，由此送出的洁净气流以一定的、均匀的断面风速通过无菌区，从而形成无尘无菌的高洁度工作环境。
转基因动物和动物克隆转基因动物
• 为了使转基因动物体内能产生大量的目的蛋白， 满足应用的需求，人们特别希望转基因动物能 在某些腺体细胞内产生并被分泌到体外，而哺 乳动物的乳腺就是一个理想的外分泌器官。若 目的基因所限定在乳腺细胞中大量表达，就能 从转基因的动物乳汁里获得需要的基因产物。 这时转基因动物乳腺就成为一个为生产某种生 物活性蛋白的生物反应器（乳腺反应器）。转 基因动物总有一天会成为“动物药厂”。它们 可以持续地将人们所希望的蛋白质基因（你所 宠爱的基因、YFG）。 • 下一页
• 所谓转基因动物就是把外源性目的基因导入动 物的受精卵或其囊胚细胞中，后改用注入受精 卵的任何一个前核，并在细胞基因组中稳定整 合，再将合格的重组受精卵或囊胚细胞筛选出 来，采用借腹怀孕法寄养在雌性动物（foster mother）的子宫内, 使之发育成具表达目的基因 的胚胎动物, 并能传给下一代。这样，生育的 动物为转基因动物。这类动物由于外源性目的 基因的稳定存在而赋于子代动物个体。 如图14-1
六、克隆羊和动物克隆
• 动物克隆和转基因动物的技术不同，动物克隆 技术是核移植的一种无性繁殖法，把经过处理 的成年动物体细胞（如羊乳腺细胞）和另一只 动物的去核卵细胞（如羊卵细胞）进行细胞融 合，短期培养以后形成胚胎细胞，再植入借腹 怀孕的寄养的母体子宫内，使发育成提供体细 胞遗传的那只动物的克隆。克隆羊的培育是核 移植的无性繁殖，是体细胞的整套基因导入。 克隆羊只是从供体细胞中获得遗传物质，因此 克隆羊是与供体羊遗传性状完全一模一样，这 种通过无性繁殖方式进行动物克隆打破了传统 的有性生殖概念。 （如图1、图2）
第十四章
• • • •
转基因动物和动 物克隆
一、转基因动物（概念、研究、问题） 二、转基因的“动物药厂” 三、抗感染动物 四、转基因动物技术路线中的转基因胚胎干细 胞 • 五、基因敲除的小鼠模型（概念、方法、特点、 应用） • 六、克隆羊和动物克隆（概念、意义） • 七、克隆人
• 所谓转基因动物就是把外源性目的基因导入动 物的受精卵或其囊胚细胞中，后改用注入受精 卵的任何一个前核，并在细胞基因组中稳定整 合，再将合格的重组受精卵或囊胚细胞筛选出 来，采用借腹怀孕法寄养在雌性动物（foster mother）的子宫内, 使之发育成具表达目的基因 的胚胎动物, 并能传给下一代。这样，生育的 动物为转基因动物。这类动物由于外源性目的 基因的稳定存在而赋于子代动物个体。 如图14-1
六、克隆羊和动物克隆
• 动物克隆和转基因动物的技术不同，动物克隆 技术是核移植的一种无性繁殖法，把经过处理 的成年动物体细胞（如羊乳腺细胞）和另一只 动物的去核卵细胞（如羊卵细胞）进行细胞融 合，短期培养以后形成胚胎细胞，再植入借腹 怀孕的寄养的母体子宫内，使发育成提供体细 胞遗传的那只动物的克隆。克隆羊的培育是核 移植的无性繁殖，是体细胞的整套基因导入。 克隆羊只是从供体细胞中获得遗传物质，因此 克隆羊是与供体羊遗传性状完全一模一样，这 种通过无性繁殖方式进行动物克隆打破了传统 的有性生殖概念。 （如图1、图2）
第十四章
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转基因动物和动 物克隆
一、转基因动物（概念、研究、问题） 二、转基因的“动物药厂” 三、抗感染动物 四、转基因动物技术路线中的转基因胚胎干细 胞 • 五、基因敲除的小鼠模型（概念、方法、特点、 应用） • 六、克隆羊和动物克隆（概念、意义） • 七、克隆人
动物克隆与转基因技术ppt课件
克隆绵羊多莉出世，随后出现了克隆牛、克隆猪 等，人们把目光聚焦在了克隆人身上。2001年2月5 日，意大利的塞韦里诺.安蒂诺里宣布开场克隆人。 随后，陆续传来要进展克隆人实验的音讯。
威苏辛教授和他的克隆猫
克隆评价：
动物克隆技术被生物科学家誉为“生物原子弹〞，各国 都在竞相开展。动物克隆技术分胚胎克隆和体细胞克隆。相 比而言，体细胞克隆的难度更大，它是从成年动物身体上取 一点组织，分别出一个个细胞，将细胞核移植到去核的卵子 内构成克隆胚胎，然后再将其移植到动物受体内妊娠产子。
动物克隆与转基因技术
克隆技术
现代生物科技探求
多莉引发克隆震撼 Creating Dolly！
１９９７年，生物学界发生了一件惊动世界的大事：克隆羊多莉诞 生！
距爱丁堡市１０公里远的郊区，有一个罗斯林村，这是一个风景优美的 “世外桃源〞。罗斯林研讨所就建在这里，它是英国最大的家畜家禽研讨所， 也是世界著名的生物学研讨中心，这里便是克隆羊多莉物克隆技术不仅实际上有艰苦突破，无需有 性繁衍即可消费动物，而且可利用克隆羊技术来 克隆人体器官，有医学价值，还可使难以生殖或 即将灭种的动物〔如熊猫〕采用无性繁衍方式来 繁衍后代，因此引起全世界关注。现又有克隆牛、 克隆猪、克隆羊的问世，如今正在克隆熊猫。
转基因动物的运用前景
1. 研讨基因的构造与功能，了解动物生命景象的内 在本质〔基因治疗〕。 2. 建立多种疾病的动物模型，研讨发病机理及治疗 方法。 3. 改善动物消费性能，提高动物育种效率。 4. 作为医用或食用蛋白的生物反响器。可以经过家 畜乳腺分泌大量平安、高效、廉价的人体药用蛋白。
6 体细胞克隆两栖类动物的胜利
1962年，牛津大学生物学家John Gurdon宣布用曾经分化的南美青蛙蝌蚪 的肠细胞核克隆出完好个体，后来又从 成年娃的角质细胞克隆出了蝌蚪。这是 第一次体细胞克隆动物胜利地报道。
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五、转基因疾病动物模型与基因治疗 动物模型
（一）转基因疾病动物模型： 1、病毒性疾病模型： （1）小儿麻痹病毒受体转基因小鼠 （2）乙型肝炎病毒携带者模型 （3）乙型肝炎表面抗原转基因动物 模型 2、肿瘤转基因动物模型
3、代谢疾病转基因动物模型 （1）高歇氏病转基因动物模型 （2）家族性神经多发性淀粉样变 （FAP）转基因小鼠 （二）基因治疗的动物模型： 将外源生长激素基因导入“侏儒 症”小鼠——个头增大3倍，恢复生育 能力。
第二节 克隆动物
一、克隆动物的概念—— 动物通过体细胞进行的无性生殖（也 称无性繁殖）以及由无性生殖形成的基因 型几乎完全相同的后代个体组成的群体。 世界卫生组织在关于克隆的非正式声 明中定义为： 遗传上同一的机体或细胞系（株）的 无性生殖。
二、动物克隆技术的基本方法 （一）胚胎分割 （二）细胞核移植： 1.胚胎细胞核移植 2.胚胎干细胞核移植 3.胎儿成纤维细胞核移植 4.体细胞核移植
（四）电脉冲法 利用外界高电压短脉冲使细 胞膜产生可逆性穿孔，外源性 DNA通过此孔可进入细胞。 （五）精子载体导入法 以精子作为外源性DNA的载 体，通过受精作用将外源性DNA 导入受精卵。
三、转基因动物的研究概况 1、1960年代，将外源基因导入鸡 的卵巢和睾丸，得到性状改变的 鸡，估计是转基因鸡。 2、1974年，美国珍尼斯首次用显 微注射法获得体细胞有SV40病毒 DNA的小鼠。 3、1980年，戈登完善了显微注射 技术。
我国首批本土自主克隆牛，这5头出 生在山东的克隆牛于2003年8月通过人工 授精成功受孕，预产期为2004年4月中旬 。这是我国自主完成的体细胞“克隆牛”， 首次通过无性方式怀孕。
我国首例异种克隆羊 2004年1月21日零时 在新疆诞生。异种克 隆羊不同于世界上第 一只克隆羊“多莉” 的 同种体细胞核移植的 克隆方法，而是把A 种动物体细胞的细胞 核移植到B种动物的 去核卵细胞中，生出 A种动物。
四、动物克隆技术的意义与应用： （1）生物医药方面： 对能够生产抗凝血酶、血清白 蛋白等的转基因动物进行克隆，大 批生产该药。 （2）医学方面： 利用克隆技术培育模型动物 （高血压等），直接克隆出人的心、 肝、肾等器官，供器官移植。
美国密苏里大学通过克隆技术培育出四只含有荧 光水母基因的小猪。五只小猪中有四只小猪的猪 嘴和猪蹄呈荧光黄色（左），剩下的一只小猪 （右）和正常小猪无异。专家们称，荧光小猪的 成功培育对培育动物器官用于人体移植具有重要 意义。
图为1月30日，异种克 隆北山羊（右）与接受胚 胎的母山羊在一起（左）
胚胎细胞克隆兔在广西大学出生
过程：先从一只兔子身上获得早期胚胎，注 入已去除细胞核的成熟卵母细胞中，融合形成重 组胚。重组胚在体外培养后，移入一只雌性兔子 的输卵管内，经过34天的正常孕期后，克隆兔 （后）顺利降生。
意大利科学家2004年6月成功培育出世界上首 匹“自体克隆马”（前）。这匹名叫“普罗米塔” 的小母马（前）的“妈妈”（后）同时也是其 “姐姐 ”。
3、遗传病研究： 导入遗传疾病外源基因，制作遗 传疾病转基因动物模型；导入正常基 因，弥补基因缺陷所致遗传疾病。 4、免疫学研究： 用转基因H使用重组DNA的转基因技术，培育 出生长快、产肉、产毛、产奶更多而耗 料极少的转基因家畜。 （四）研制和生产生物活性物质： 将具有医学价值的生物活性物质 （如组织型纤溶蛋白元激活因子，tPA） 导入家畜或家禽的受精卵，从转基因 动物的体液如乳汁、血液、尿液、腹 水中收获基因产物。
全身散发荧光的转基因鱼
四、转基因动物的应用： （一）生命现象的基础理论研究： 1、发育生物学研究： 通过了解基因的表达、关闭和调 控，了解调控顺序。 2、遗传学研究 观察导入的突变基因的表达，了 解基因结构与功能的关系，还可用于 基因组印迹分析、遗传缺陷的矫正等.
（二）医学研究： 1、心血管疾病研究： 将转脂蛋白和转纤维蛋白溶酶 原等作为外源DNA转入动物体内， 建立心血管疾病转基因动物模型。 2、肿瘤学研究： 肿瘤基因—— 肿瘤转基因动物模型。
第 九 章
转基因动物与克隆动物
第一节 转基因动物 第二节 克隆动物 第三节 转基因动物和克隆 动物的生物安全与社会安全
第九章 掌握内容
1、转基因动物和克隆动物的概念。 2、基因转移的5种方法。 3、动物克隆技术的基本方法。
第一节
转基因动物
一、转基因动物的概念
将特定的外源基因导入动物 受精卵或胚胎，使之稳定整合于 动物的染色体基因组并能遗传给 后代的一类动物。
7、我国1980年代开始转基因动物 研究，成功研制出转基因牛、小 鼠、猪、羊、兔、金鱼。
新进展： 2000年10月，世界首只 转基因猴在美国诞生， 取名“安迪”，这是世 界上首次培育成功转基 因灵长类动物。
为了能够更有效地研究蝴蝶翅膀的颜色之迷，美国 巴法罗大学(University at Buffalo)的生物学家们近 日成功地制造出世界上第一只转基因蝴蝶。有意思的是 ，这只蝴蝶的一些基因是来自水母的。（2004年3月12日）
（持卵针）
（穿刺针）
|| （持卵针）
（穿刺针）
（二）反转录病毒感染法 将外源基因DNA插入逆转录病 毒载体； 通过辅助细胞包装成病毒颗粒 ，感染胚胎； 再将感染的桑椹期胚胎导入子 宫。
（三）胚胎干细胞法 （1）获取胚胎干细胞（ES细胞）； （2）将外源基因导入ES细胞； （3）获取囊胚期胚胎； （4）将含有外源基因的ES细胞注入 囊胚期胚胎的腔内； （5）将其移植到假孕动物子宫。
4、 1982年，帕尔米特将大鼠生长激素 基因结构区融合在SM（金属巯蛋白基 因（MT）启动子）中，注射到小鼠受 精卵雄性原核内，获得体型似大鼠的 转基因小鼠。 5、 1985年，英国拉尔夫布林斯特研制 出能生成人类生长激素的转基因猪。 6、 1989年，意大利拉维特拉纳运用精 子载体法转移外源性DNA，获得PSV2— CAT转基因小鼠。
美国科学家2003年5月宣布培育出一头克隆骡子 （左）。这头小公骡被取名为“爱达荷宝石”。它头上戴 有3个“世界第一”桂冠：第一个克隆的骡子，第一个克 隆的马科动物，第一个克隆的杂种动物。科学家们说，该 成果将有助于克隆其他自身繁殖有困难的濒危动物，对研 究癌症等疾病也有重要的参考价值。 骡子体内包含63个染色体， 是有62个染色体的公驴和有64个 染色体的母马所生的种间杂种， 通常情况下没有生育能力。研究 发现，细胞内的钙含量会对马科 动物细胞生长和繁殖产生重要影 响，马科动物繁殖过程中细胞内 钙含量格外高。科学家们基于这 一发现对实验进行了改进，提高了克隆骡子胚胎培养液的 钙浓度，最终成功培育出“爱达荷宝石”。科学家们说， 同样的方法对克隆其他马科动物应该也适用。
1987年，Martin Evans，Oliver Smithies 和 Mario Capecch 领导的几个研究小组对胚胎干细胞中特定目 标基因进行失活，培育出了第一只基因敲除小鼠。这 三位科学家因为这项工作在2001获得了Lasker奖。接 下来，科学家们用同样的技术又培育出了几千只基因 敲除小鼠。
2003年2月14日，英国苏格 兰爱丁堡罗斯林研究所的 科学家宣布，全世界第一 个克隆动物多利羊已经死 亡，活了6年半。当科学家 们发现它患上无法治愈的 肺病后，决定实施“安乐 死”让它长眠。 一般说来，一只绵羊 平均可以活１１－１２年， 而多莉今年只有６岁，寿 命仅相当于普通羊的一半。
三、克隆动物的研究概况： （1）1952年，用豹蛙囊胚期细胞 核进行了核移植，获得可以摄食 的幼体。 （2）1962年，将非洲爪蟾的小肠 上皮细胞的核注入同种或异种非 洲爪蟾去核的未受精卵中，约 1%发育为成熟蛙。
2、胚胎干细胞核移植： 胚胎或胎儿原始生殖细胞经过 抑制分化培养，让细胞数目增加， 但不分化。将单个胚胎干细胞按照 （二）1、的方法进行核移植。 3、胎儿成纤维细胞核移植： 从孕娠早期的胎儿体内分离出 胎儿成纤维细胞，按照（二）1、的 方法进行核移植。
4、体细胞核移植： 将动物体细胞经过抑制培养，使 细胞处于休眠状态， 进行核移植。绵羊 “多利”就是利用体 细胞核移植技术培 育成功的世界第一 只克隆哺乳类动物。
（3）1986年，用胚胎分裂球与去核未 受精卵融合，并用仙台病毒或电激诱 导，用核移植技术培育出克隆绵羊。 （4）1994—1996年，维尔穆特培育出 克隆绵羊“多利”。 （5）我国的克隆动物研究： 先后培育出克隆山羊、 兔、牛、小鼠，曹谊林博士 在裸小鼠身上克隆出人耳。
克隆猫
克隆牛
克隆鼠
克隆山羊
（3）畜牧业方面： 选育良种后进行克隆，加快 培育良种的速度。 （4）保存物种： 保存或克隆大熊猫等珍稀濒 危动物。
附：该不该克隆大熊猫 权威专家不支持克隆大熊猫 具体理由有3个： 一、克隆大熊猫本身还有缺陷或者说不很完善、成熟。 特别是在异种动物的克隆技术上的困难更多，比如在其他 家畜上的研究表明，一般情况下异种动物克隆的胚胎发育 到囊胚阶段后就会停止发育，这个问题到现在无法解决。 二、就现在成功的克隆动物研究例子来说，其成功率 也极低，异种动物的克隆目前尚未有个体成活的报道。 三、即使克隆技术完善了，异种动物的克隆技术成功 了，类似大熊猫这样的濒危物种也不可能靠其得到拯救。 因为克隆动物只是个体的复制，它根本无利物种本身的遗 传多样性保护。与其把有限的资金花到这种前景不明的项 目，不如集中精力搞好大熊猫就地和异地保护。目前鼓动 大熊猫克隆之说，无异于舍本求末。
在2000年美国的《科学》杂志上，科学家宣 布，他们使用新的方法成功地克隆了一只恒河猴 ，该猕猴被命名为“泰特拉”（Tetra），Tetra 是希腊词，意义为“四”，看来，科学家以此来 暗示他们“一分为四”的方法。这是与人类血缘 最近的动物———灵长目动物第一次被成功克隆。 科学家希望，使用这种方法能生成基因完全相同 的动物，供在研究诸如糖尿病和帕金森病等人类 疾病时使用。
二、基因转移的5种方法： 1、显微注射法 2、反转录病毒感染法 3、胚胎干细胞法 4、电脉冲法 5、精子载体导入法