转基因动物的原理？转基因动物有什么用途？

什么是转基因动物？

什么是转基因动物呢？转基因动物就是把外源基因的表达载体用人工方法导入受精卵或早期的胚胎细胞中，然后将受精卵或胚胎细胞植入假怀孕的母体动物的子宫中，最后由母体生出的具有外源基因表达的动物，或者是把外源基因整合到受体细胞中，而后由细胞分化发育成的动物，转基因动物能够把外源基因携带的遗传信息传给后代。

转基因动物在生物领域可以用来研究基因功能；在医疗领域可为研究疾病的发病机理、治疗途径及药物鉴定提供理想模型，也可以借此获得异体移植器官、生产珍贵药用蛋白等；在育种领域可按照人类的意愿改良动物的遗传品质，还可改良家畜生长特性，提高饲料利用率和产量。因此，转基因动物有着广泛的应用前景，转基因动物研究蕴含着巨大的价值。培育转基因动物的关键技术是如何将外源基因导入动物体内。导入外源基因的技术现已有多种：有显微注射法、有逆转录病毒传染法、有电转移法等等。显微注射法是在显微镜下将外源基因注入受精卵的原核中。逆转录病毒传染法是利用对细胞染色体整合的方法，将外源基因准确地结合到被传染细胞的基因组中去。
电转移法是依靠电场的作用将外源基因导入细胞之内。转基因动物组织中的外源基因的表达产物（蛋白质）分泌于体外时，就可从分泌物中回收外源基因表达产物。例如，转基因动物的乳腺就是个大容量的“生物反应器”，一些转基因动物的乳汁中就含有药用蛋白质。
利用转基因动物来生产特殊的蛋白质有许多优点：（1）产量大，且外源基因的表达产物易回收，收集可经常化。（2）生产过程简单，因而可避免艾滋病、肝炎等传染性病毒对药用蛋白质的污染。（3）转基因动物建成后能繁衍后代，世世代代可供利用，因而生产费用较低。现在转基因动物已在经济建设和日常生活中发挥重要作用。

转基因动物的基本流程和技术步骤？

目的基因的分离与克隆；表达载体的构建；受体细胞的获得；基因导入；受体动物的选择及转基因胚胎的移植；转基因整合表达的检测；转基因动物的性能观测及转基因表达产物的分离与纯化；转基因动物的遗传性能研究以及性能选育；组建转基因动物新类群等。

转基因动物图片-转基因小鸡

转基因动物有哪些？

已成功获得了转基因小鼠、转基因大鼠、转基因兔、转基因鱼、转基因猪、转基因羊、转基因牛和转基因猕猴等。已有多种功能基因成功转入不同的动物，例如提高动物生长速度的IGF-1，改善动物肉品质的ω-3，以及各种具有医疗保健功能的基因如人乳铁蛋白、人α-乳清白蛋白、人溶菌酶以及重组单克隆抗体等。

转基因动物受体细胞有哪些？

研究转基因动物的制备，首先要考虑用何种转基因受体细胞。选择合适的受体细胞和可行的基因导入途径，是该技术成功的前提。基因转移的受体细胞必须是全能细胞，全能细胞随着细胞分化、胚胎发育，可以把其中的基因组贮存的全部遗传信息扩大到生物体所有的细胞中。除此以外至少是多能细胞。满足转基因动物需要的受体细胞有以下几种。
(一)原生殖细胞：禽类的原生殖细胞容易分离、培养和冷冻，所以，这种受体细胞在禽类动物较易实现。
(二)配子：配子能把自身携带的基因组全部信息和外源插入基因序列，完整地贡献给合子。由于精子可用作有效的转移载体，所以，可以精子作为目的基因的受体。较多的是用重组病毒直接感染精子，精子即可把外源基因传到合子。
(三)受精卵或胚胎内细胞团：精卵结合形成的单细胞受精卵，是最常用的外源基因转移的受体；受精后的早期胚胎及囊胚期稍后的胚胎含有的内细胞团，该细胞团内含有未分化的胚胎干细胞，也可认为是全能的，或至少是多能性的，所以，用该时期的内细胞团或囊胚期的细胞作为外源基因的受体细胞，也可望达到基因转移的目的。但这种情况下制备的转基因动物多为嵌合体。

转基因动物有什么用途？

一、利用转基因改良动物品种
传统的改良育种只能在同种或亲缘关系很近的物种之间进行，且以自然突变作为选种的前提，而自然界自然突变的发生几率相当低。转基因技术则可以克服上述问题，创造新突变或打破物种间基因交流限制，加快动物改良进程。目前已经成功地应用在提高动物个体的生长速度、改良家畜的生产品质和增强抗逆、抵御疾病的能力等方面。例如，1998年，美国农业部的研究人员成功获得了促生长转基因猪（胰岛素样生长因子）。该促生长基因的导入，显著改变了猪的产肉性能，猪肉脂肪含量减少10%，瘦肉含量增加6%～8%，显著提高了猪的经济性能。再如，2008年，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所等单位，通过克隆和基因重组技术，成功制备了转基因猪，该转基因猪与普通猪相比，在肌肉和脂肪中不饱和脂肪酸的含量显著提高。不饱和脂肪酸为有益人类健康脂肪酸，能使胆固醇酯化，降低血中胆固醇和甘油三酯，降低血液黏稠度，改善血液微循环，提高脑细胞的活性，增强记忆力和思维能力。此外，转基因技术在羊毛产量的提高、牛奶营养成分的改善以及动物抗病性的提高等方面，也有很好的表现。

二、建立诊断及治疗人类疾病的动物模型
转基因动物在人类遗传疾病的研究中具有重要应用价值，被认为是生物技术又一重大突破。现代医学研究证明，人类的大多数疾病都与遗传有关。通过转基因技术来制作各种研究人类疾病的动物模型，为类似疾病的诊断和开展治疗积累宝贵的资料。研究证明，适当的动物模型对研究基因突变而引起遗传疾病的发病机制是十分有效的。过去，制造这种动物模型的途径只能靠自然突变或人工诱变的方法。但是，如上面所述，自然突变的机会很小，而人工诱变的方法也不容易定向地控制其突变的位点和方式。因此，用转基因技术产生的人类遗传疾病模型则成为人类遗传疾病研究的一个极为有效的途径。例如，贫血病转基因小鼠的建立，为研究分析贫血病的发病机制、药物治疗效果提供了重要的动物模型。再如，表达人类原癌基因的转基因兔也已经被广泛应用于人类肿瘤发生机制、寻找有效预防和治疗措施的研究。而糖尿病和心血管疾病转基因猪模型也有较多报道。目前，已经建立了动脉粥样硬化、贫血症、痴呆症、自身免疫病、淋巴系统病、炎及前列腺癌等多种疾病的转基因动物模型，为这类疾病的研究提供了方便。此外，转基因动物也可以用于某些病毒性疾病的致病机理研究。

三、利用转基因动物作为生物反应器
利用转基因动物作为生物反应器，生产在人体内原本稀少的功能蛋白是转基因动物应用的又一重要领域。目前许多珍贵的药用功能蛋白虽然可以在植物、细菌和酵母等生物中进行规模生产，但是，在人体内许多蛋白质的生物活性是经后加工才能获得，植物、细菌和酵母不具备这种后加工能力。虽然动物细胞培养体系可以实现活性加工过程，但产量较低，成本很高。而转基因动物生物反应器是利用转基因活体动物的特定组织或器官，进行规模化生产稀有药用蛋白的技术。主要过程为，首先将外源基因转入动物，获得转基因动物，然后再从动物的蛋清、乳汁、血液、精液或尿液等中获得目的蛋白。转基因动物分泌的蛋白经过动物体内系统环境的后加工，其结构和生物活性与人体天然蛋白非常相似，而且产量高，这是其他表达系统所无法比拟的。
因此，转基因动物生物反应器生产的稀有功能蛋白是当前极具发展前景的蛋白药物生产方式。2006年6月2日，全球的生物制药企业——美国GTC Biotherapeutics公司研制成功的，在转基因山羊乳汁中生产的重组蛋白——人抗凝血酶Ⅲ（商品名：ATryn），成为世界上个获准上市的转基因动物生产的基因工程药物。该蛋白药物具有抑制血液中凝血酶活性，在预防和治疗急慢性血栓血塞形成上效果显著，据估计该药全球潜在市场每年高达1.5亿美元。其他如荷兰Pharming公司研制的人C1抑制剂（治疗血管神经性水肿的药物）、人乳铁蛋白（抗病毒、增强免疫机能等）、纤维蛋白原（抗栓药）；法国Bioprotein Technologies公司研制的人类轮状病毒疫苗、美国Pharm Athene公司研制的人丁酰胆碱酯酶等重组蛋白药物也已经完成或进入临床Ⅲ期试验，特别是治疗性抗体药物，发展潜力更大。还有10多种重组蛋白药物处于临床研究，另有上千种重组蛋白处于研发阶段。

四、利用转基因动物作为人体器官移植供体
器官移植已成为治疗人类器官疾病的重要途径，但该技术存在很大制约因素——器官来源的缺乏，人体移植器官短缺成为一个世界性难题。虽然很多采取了大量措施，甚至制订了相关法律议案，希望激励更多器官供给者的出现。这些举措虽使器官供给有所增加，但世界范围内的可供器官仍存在巨大缺口。
异种器官移植提供了一条可行的解决方法。异种器官移植是用手术的方法将某种动物的器官或组织移植到人或者另一动物的某一部位。1905年，法国的研究人员将兔肾植入肾功能衰竭儿童体内，进行了世界例异种移植手术，手术很成功，但16天后由于排异反应，儿童死于肺部感染。之后，世界各地的研究人员逐步加入到异种移植器官研究之中。由于猪的大部分器官在大小、结构和功能等生理指标上与人类相似，且妊娠周期短，产仔多，容易饲养，供应量大，费用低廉，被认为是最理想的异种器官源。目前猪器官用作供体源更大的障碍是人体内对猪器官天然的超急排斥反应。转基因技术在异种器官移植中的应用主要是针对异种超急排斥反应的有关主要因素，对供体的基因利用转基因技术，通过基因修饰等措施进行干扰，从而在器官移植后降低或消除超急排斥反应。目前已经获得能够有效抑制排斥反应的转基因猪。
转基因动物技术既是生命科学研究有力的技术支撑，也是具有广阔开发前景的技术产业。其应用如此广泛，已经深入影响到了农业、医学、工业等领域，将给人类带来巨大的经济效益，推动社会向前发展。随着功能基因组学研究持续深入和新转基因技术的不断发展，新的基因和技术将层出不穷，这必将为转基因动物产业化开发提供更广阔的空间。

转基因动物图片-转基因老鼠

转基因动物如何筛选？

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