具体介绍一下,并分析利弊
根据外源基因导入的方法和对象的不同,制作转基因动物的方法主要有显微注射法、反转录病毒法、胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)法、电脉冲法、精子载体导入法等。
1、显微注射
是最常用且成功率较高的方法。基因显微注射法的特点是外源基因的导入整合效率较高,不需载体,直接转移目的基因,目的基因的长度可达lOOkb(10万个碱基对)。
它可直接获得纯系,所以实验周期短。但需要贵重精密仪器,技术操作难度大,并且外源基因的整合位点和整合的拷贝数都无法控制,易造成宿主动物基因组的插入突变,引起相应的性状改变,重则致死。
2、反转录病毒感染法
该法整合率较高,目的基因不易破坏,多是单拷贝、单位点整合,适合于难以观察到原核的禽类受精卵。由于病毒衣壳大小的限制,目的基因不宜超过10kb,否则影响活性和稳定。此外,病毒DNA可能影响外源基因在宿主动物的表达。
3、胚胎干细胞法
胚胎干细胞(ES细胞)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。
4、电脉冲法
电脉冲法(electroporation)又称电穿孔法,是将供体DNA与受体细胞充分混匀,在外界的高电压短脉冲下改变细胞膜结构,使细胞膜产生瞬间可逆性电穿孔,从而使一定大小的DNA可以通过细胞膜进入细胞,运送到细胞核。
5、精子导入法
利用精子作为外源基因载体,借助受精作用把外源基因导入受精卵,整合到受精卵的基因组中,称之为精子载体导入法,是构建转基因动物的一种新尝试。
该法简单、方便,依靠生理受带过程,免去了对原核的损伤。但在实践中成功率较低,对于精子是否可作为外源DNA载体也存在争论。这项技术尚处在探索阶段。该法可以将人工授精、体外受精与转基因结合起来。
安全管理
在我国,先后颁布了《农业转基因生物安全管理条例》 、《农业转基因生物安全评价管理办法》等法律法规。在管理范围、安全性评价、管理措施等方面做了一系列规定,以确保使用安全。
转基因技术正在领导一场新的农业科技革命。我国公众对转基因技术和转基因食品还存在一些疑虑,应该采用多种形式进行普及生命科学知识的教育,使公众对转基因技术有一个较为科学的认识,主动地接受转基因食品。使转基因技术贴近民众,造福于人类。
以上内容参考:百度百科-转基因动物、百度百科-动物转基因技术
1)基因打靶
基因打靶是将基因从“基因枪”里直接打入靶细胞。用特殊物质将目的基因包裹起来,然后像枪子弹一样,直接打入靶细胞。
好处:操作方便
坏处:基因进入方式太暴力,且对目的细胞的细胞膜有机械损伤,成功率低,在万分之一一下。
2)显微注射
这是目前较为成熟,应用也最广的一种了。通过显微操作仪,直接将目的基因注射到细胞核里。
好处:操作也较方便,显微操作仪也不贵,十几万左右。
坏处:还是太暴力,成功率也不高,比基因打靶要高,在万分之一左右。
3)病毒转染
这是目前大家看好的一种,将目的基因导入灭活或者无毒性的病毒内,通过病毒所特有的方式,将目的基因整合到目的细胞的染色体组或者导入细胞核里。
好处:成功率高,在百分之一以内。
坏处:操作不方便,且病毒大多数具有感染性切有致病、致命性,很难被公众接受。
4)性原细胞导入
这是一种新型的转基因方法,是将目的基因导入性原细胞(这些细胞将来时发育成生殖细胞的),那么,由这些性原细胞发展而来的生殖细胞就也具有这个目的基因。
好处:成功率高,在九成以上。
坏处:成本高,操作要求高,周期长。
注意:以上成功率指的是基因导入的成功率,不是基因表达的成功率,实际上基因表达的成功率比基因导入的成功率还要低很多。
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人类改造自然界的生物种群,开始于人工筛选育种,继而人工杂交、人工诱变。80年代,我国科学家朱作言国际上首先研制成功了转基因鱼。90年代,国内成功研制了转基因羊。
转基因禽类生物反应器,包括肝脏和输卵管表达系统。1993年ruslin
研究所的sang博士成功在禽蛋卵黄表达外源蛋白。1994-1995年我国曾邦哲提出系统(结构)遗传学(system
genetics)方法和首创了输卵管生物反应器(oviduct
bioreactor)的概念与术语、词汇等
–
转基因禽类金蛋计划(goldegg
plan)。1996年在北京召开了第1届国际转基因动物学术研讨会(秘书长曾邦哲)并阐述(zeng
bj)了输卵管生物反应器、生物系统论与遗传学、生物工程等,并得到了朱作言、旭日干、刘德培等我国著名科学家的参与和支持,哺乳动物乳腺生物反应器和禽类输卵管生物反应器成为转基因动物的重要方向。
动物克隆
–无性生殖技术,开始于1938年德国科学家施佩曼的蝾螈受精卵结扎实验。1961年我国科学家朱洗采用人工刺激蟾蜍成熟卵,成功研究了两栖类人工单性生殖。1962年,英国科学家j.
b.
gurdon,采用核移植法成功培育了非洲爪蟾成体。1980年,美国生物学家p.
c.
hoppe和日内瓦超微型外科专家k.
i.
illmense,用胚泡细胞核移植方法成功繁育了小鼠。
1997年英国i.
wilmut等,用绵羊乳腺细胞的细胞核移植到去细胞核的卵细胞中,成功得到了克隆羊“多莉”,克隆动物的主要目的是解决用作生物反应器的转基因动物品系的纯种繁殖问题。
21世纪,基于系统生物学的基因工程
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合成生物学,也就是系统生物工程技术的进展,转基因技术包括转基因动物的研究与开发,进入了人工设计、合成基因与基因调控链的转基因系统生物技术新的时期,改变了以往的单基因克隆、载体构建与基因转移方法,开启了全基因合成、基因调控网络设计乃至人工基因组转移的多基因转基因生物技术时代。