转基因动物的生产 PPT课件
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• 转基因技术的伦理问题
动物转基因技术是在基因水平上对动物进行遗传操作，改 变动物已有的基因，改良动物甚至创造新变种，这是一项崭 新的工作。不同的人对此的看法不一。
宗教界人士反对转基因技术。 动物保护组织对动物模型的使用持反对态度。
• 主要问题：克服免疫排斥。 • 转基因猪可以克服免疫排斥，解决主要问题，前
景可观。
15
4.基因治疗
• 基因治疗：讲新的遗传物质转移到某个体的细 胞中获得治疗效果。即：用正常功能基因去置换 或增补有缺陷的基因。
• 对象：体细胞、生殖细胞。 • 方式：直接作用于病体、体外导入在移至病
体。 • 病例：免疫系统疾病、动脉粥样硬化、乳腺癌等。
含有荧光水母基因的小猪
3
转基因动物技术
转基因动物技术的核心，是把遗 传的功能单位──基因转移到动 物体内，使它成为动物体内的一 部分。被转移的基因可以来自同 种或异种动物，也可以来自植物 或微生物。这样一来，就打破了 物种之间的界线。
目标基因克隆和体 外重组
外源基因的导入
外源DNA整合、转录 及表达的分子检测
17
2.转基因技术的安全及伦理问题
• 转基因动物食品的安全性 安全性评价遵循原则：
1、实质等同性原则：如果某种新食品或食品成分与已存在的某成分 在实质上相同，那么在安全性方面，前者可以和后者等同处理，新 食品和传统食品同样安全。 2、预先防范的原则：如果研究中的一些有害物质扩散到环境中，将 对人类造成巨大的灾难，所以必须采取预先防范的原则。 3、个案评估原则:目前已有很多基因被用于转基因生物研究，这些基 因的来源和功能各不相同，受体生物和基因操作也不同，因此必须 针对不同的转基因食品进行评估。 4、逐步评估原则：在每个环节上对转基因食品进行风险评估，并且 以上一步的实验结果作为依据来判定是否进行下一步的研发。一旦 发现问题，就立即终止。 5、风险效益平衡原则：对风险和效益综合评估，以求获得最大利益 的同时，将风险降到最低。
抗体是目前治疗B淋巴细胞瘤 等恶性肿瘤的特效药物，还
将生产成本减低到原来的1/10， 开辟了一条单克隆抗体生产 新途径，从而为全球B淋巴细 胞瘤等癌症患者带来福音。
转基因奶牛
13
我国首例富含"鱼油"转基因克隆猪
• 由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、军事医学科 学院生物工程研究所和河北省玉田种猪场玉田县牧富 种猪繁育有限公司合作，顺利培养出一头转ω－３脂 肪酸去饱和酶基因的克隆猪。
杂交、筛选
嵌合小鼠
纯合转基因小鼠
6
2．逆转录病毒载体技术
原理：据逆转录病毒cDNA能整合到宿主染色体内这一特 性，克隆、构建重组逆转录病毒载体，通过转染，实现 生殖细胞的基因转移。
缺点： 逆转录病毒具有潜在致癌性； 载体构建复杂，容纳外源基因的大小有限（<10Kb)； 嵌合体比例大； 病毒载体序列可能干扰目的基因的表达。
16
转基因动物所面临的问题
1.技术性问题
（一）转基因动物的效率
目前转基因动物研究领域尚存在制备效率低的问题，转基因小鼠有效率只有4%。 注 射 外 源 基 因 后 的 存 活 率 为 86% ， 移 植 到 母 体 子 宫 后 存 活 率 25% ， 母 鼠 怀 孕 率 为 80%，基因在染色体上的整合率24%。
2.用做生物反应器生产昂贵药材
Βιβλιοθήκη Baidu
• “转基因奶牛的牛奶可以制 成抗癌特效药”的神话早已 成了现实。2008年，北京科润 维德生物技术有限责任公司 转基因动物试验基地成功克
隆出转入CD20抗体基因的转
基因奶牛——“贝贝”。这 是我国首例获得转抗体基因 的转基因奶牛，也是世界首 次获得转CD20基因的转基因 奶牛。 • “贝贝” 长大后产生的牛奶 含有人CD20单克隆抗体，该
1
概述
概念 转基因动物的生产技术与方法 转基因动物的应用 转基因动物研究面临的问题
2
转基因技术的概念
转基因技术就是用实验室的 方法将所需的目的基因导入 动物的受精卵，使外源基因 与动物本身的基因整合在一 起，在动物发育过程中表达， 并能稳定遗传给后代的技术。 这种在基因组中稳定地整合 有人工的外源基因的动物称 为转基因动物。
据不完全统计，制备一只转基因小鼠，需40个注射过的受精卵，而绵羊、山羊、 猪、牛分别为110，90，110个和1,600个，而转基因个体的后代中只有50%表达基 因，不能表达或表达混乱，不能遗传给后代等问题。随着这一技术的成熟，许多问 题有望得到逐步解决。
（二）转基因的整合造成宿主细胞基因的突变 （三）转基因的表达问题
7
3．胚胎干细胞(ES细胞)技术
ES细胞：哺乳动物囊胚期胚泡内细胞团中一种未分化细胞。
分离胚胎
转入培养皿中培养 分离内层细胞团 胰蛋白酶处理解离
饲养层细胞可 分泌白血病抑 制因子，从而 抑制细胞分化。
8
4.其它
精子载体技术 体细胞核移植法 原始生殖细胞法
9
转基因动物的应用
• 改良动物生产性能 • 用做生物反应器生产昂贵药材 • 利用转基因猪生产人类所需要的器官 • 基因治疗
• ω－３脂肪酸是人们熟知的“鱼油”的主要成分。这 种以往只在深海鱼体上大量存在的不饱和脂肪酸，有 助于预防人类心血管疾病。
14
3.利用转基因猪生产人类所需要的器官
• 前提：猪在体重和生理上和人相似，器官与人的 器官大小相仿。
• 优点：猪容易饲养，成熟快，数量多，施行手术 相对简单，没有伦理和安全性方面的问题。
10
1.改良动物生产性能
• 利用转基因技术，从而 改良家畜的生产性能 （生长速度，繁殖率， 瘦肉率，产毛量等）， 最终培育出满足人们需 要的、具有优良品质的 家畜及鱼类新品系。
• 1994年，德国培育出转 入生长素的猪，出现了 装入小牛的“超级猪”。
11
转基因鲑鱼(上)与同年龄的野生鲑鱼(下)
12
转基因动物品系或品 种的建立
4
基因转移的方法
1．显微注射技术 2．逆转录病毒载体技术 3．胚胎干细胞(ES细胞)技术 4．其他
5
1．显微注射技术：
用显微注射仪将外源基因直接注入受精卵原核的方法。
优点：速度快且操作简 单，对DNA大小无限制， 产生嵌合体少。常能得 到纯系动物; 缺点：不能定点整合， 影响基因表达和遗传稳 定性；设备昂贵。
• 转基因技术的伦理问题
动物转基因技术是在基因水平上对动物进行遗传操作，改 变动物已有的基因，改良动物甚至创造新变种，这是一项崭 新的工作。不同的人对此的看法不一。
宗教界人士反对转基因技术。 动物保护组织对动物模型的使用持反对态度。
• 主要问题：克服免疫排斥。 • 转基因猪可以克服免疫排斥，解决主要问题，前
景可观。
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4.基因治疗
• 基因治疗：讲新的遗传物质转移到某个体的细 胞中获得治疗效果。即：用正常功能基因去置换 或增补有缺陷的基因。
• 对象：体细胞、生殖细胞。 • 方式：直接作用于病体、体外导入在移至病
体。 • 病例：免疫系统疾病、动脉粥样硬化、乳腺癌等。
含有荧光水母基因的小猪
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转基因动物技术
转基因动物技术的核心，是把遗 传的功能单位──基因转移到动 物体内，使它成为动物体内的一 部分。被转移的基因可以来自同 种或异种动物，也可以来自植物 或微生物。这样一来，就打破了 物种之间的界线。
目标基因克隆和体 外重组
外源基因的导入
外源DNA整合、转录 及表达的分子检测
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2.转基因技术的安全及伦理问题
• 转基因动物食品的安全性 安全性评价遵循原则：
1、实质等同性原则：如果某种新食品或食品成分与已存在的某成分 在实质上相同，那么在安全性方面，前者可以和后者等同处理，新 食品和传统食品同样安全。 2、预先防范的原则：如果研究中的一些有害物质扩散到环境中，将 对人类造成巨大的灾难，所以必须采取预先防范的原则。 3、个案评估原则:目前已有很多基因被用于转基因生物研究，这些基 因的来源和功能各不相同，受体生物和基因操作也不同，因此必须 针对不同的转基因食品进行评估。 4、逐步评估原则：在每个环节上对转基因食品进行风险评估，并且 以上一步的实验结果作为依据来判定是否进行下一步的研发。一旦 发现问题，就立即终止。 5、风险效益平衡原则：对风险和效益综合评估，以求获得最大利益 的同时，将风险降到最低。
抗体是目前治疗B淋巴细胞瘤 等恶性肿瘤的特效药物，还
将生产成本减低到原来的1/10， 开辟了一条单克隆抗体生产 新途径，从而为全球B淋巴细 胞瘤等癌症患者带来福音。
转基因奶牛
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我国首例富含"鱼油"转基因克隆猪
• 由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、军事医学科 学院生物工程研究所和河北省玉田种猪场玉田县牧富 种猪繁育有限公司合作，顺利培养出一头转ω－３脂 肪酸去饱和酶基因的克隆猪。
杂交、筛选
嵌合小鼠
纯合转基因小鼠
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2．逆转录病毒载体技术
原理：据逆转录病毒cDNA能整合到宿主染色体内这一特 性，克隆、构建重组逆转录病毒载体，通过转染，实现 生殖细胞的基因转移。
缺点： 逆转录病毒具有潜在致癌性； 载体构建复杂，容纳外源基因的大小有限（<10Kb)； 嵌合体比例大； 病毒载体序列可能干扰目的基因的表达。
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转基因动物所面临的问题
1.技术性问题
（一）转基因动物的效率
目前转基因动物研究领域尚存在制备效率低的问题，转基因小鼠有效率只有4%。 注 射 外 源 基 因 后 的 存 活 率 为 86% ， 移 植 到 母 体 子 宫 后 存 活 率 25% ， 母 鼠 怀 孕 率 为 80%，基因在染色体上的整合率24%。
2.用做生物反应器生产昂贵药材
Βιβλιοθήκη Baidu
• “转基因奶牛的牛奶可以制 成抗癌特效药”的神话早已 成了现实。2008年，北京科润 维德生物技术有限责任公司 转基因动物试验基地成功克
隆出转入CD20抗体基因的转
基因奶牛——“贝贝”。这 是我国首例获得转抗体基因 的转基因奶牛，也是世界首 次获得转CD20基因的转基因 奶牛。 • “贝贝” 长大后产生的牛奶 含有人CD20单克隆抗体，该
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概述
概念 转基因动物的生产技术与方法 转基因动物的应用 转基因动物研究面临的问题
2
转基因技术的概念
转基因技术就是用实验室的 方法将所需的目的基因导入 动物的受精卵，使外源基因 与动物本身的基因整合在一 起，在动物发育过程中表达， 并能稳定遗传给后代的技术。 这种在基因组中稳定地整合 有人工的外源基因的动物称 为转基因动物。
据不完全统计，制备一只转基因小鼠，需40个注射过的受精卵，而绵羊、山羊、 猪、牛分别为110，90，110个和1,600个，而转基因个体的后代中只有50%表达基 因，不能表达或表达混乱，不能遗传给后代等问题。随着这一技术的成熟，许多问 题有望得到逐步解决。
（二）转基因的整合造成宿主细胞基因的突变 （三）转基因的表达问题
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3．胚胎干细胞(ES细胞)技术
ES细胞：哺乳动物囊胚期胚泡内细胞团中一种未分化细胞。
分离胚胎
转入培养皿中培养 分离内层细胞团 胰蛋白酶处理解离
饲养层细胞可 分泌白血病抑 制因子，从而 抑制细胞分化。
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4.其它
精子载体技术 体细胞核移植法 原始生殖细胞法
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转基因动物的应用
• 改良动物生产性能 • 用做生物反应器生产昂贵药材 • 利用转基因猪生产人类所需要的器官 • 基因治疗
• ω－３脂肪酸是人们熟知的“鱼油”的主要成分。这 种以往只在深海鱼体上大量存在的不饱和脂肪酸，有 助于预防人类心血管疾病。
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3.利用转基因猪生产人类所需要的器官
• 前提：猪在体重和生理上和人相似，器官与人的 器官大小相仿。
• 优点：猪容易饲养，成熟快，数量多，施行手术 相对简单，没有伦理和安全性方面的问题。
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1.改良动物生产性能
• 利用转基因技术，从而 改良家畜的生产性能 （生长速度，繁殖率， 瘦肉率，产毛量等）， 最终培育出满足人们需 要的、具有优良品质的 家畜及鱼类新品系。
• 1994年，德国培育出转 入生长素的猪，出现了 装入小牛的“超级猪”。
11
转基因鲑鱼(上)与同年龄的野生鲑鱼(下)
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转基因动物品系或品 种的建立
4
基因转移的方法
1．显微注射技术 2．逆转录病毒载体技术 3．胚胎干细胞(ES细胞)技术 4．其他
5
1．显微注射技术：
用显微注射仪将外源基因直接注入受精卵原核的方法。
优点：速度快且操作简 单，对DNA大小无限制， 产生嵌合体少。常能得 到纯系动物; 缺点：不能定点整合， 影响基因表达和遗传稳 定性；设备昂贵。