转基因动物

制备转基因动物的步骤是：获得和改建目的基因，将目的基因向生殖细胞高效转移，受精卵或胚胎组织在合适的环境中的发育，筛选、鉴定稳定的细胞系。 

目前使用的制备转基因动物的技术有显微注射法、逆转录病毒感染法、胚胎干细胞法和体细胞克隆技术等。 

显微注射法产生最早、使用最广，优点是转移率高，试验周期短、可导入的目的基因长。缺点是操作复杂、设备昂贵、不易推广、被导入的目的基因拷贝数无法控制、易导致宿主DNA突变等。 

逆转录病毒感染法的优点是单拷贝基因导入、不破坏目的基因、不易发生大的突变、易分析插入位点。缺点是导入的目的基因短、需经嵌合途径、试验周期长、可能出现转入病毒基因的复制表达等。 

胚胎干细胞法是1989年意大利学者首先报道的，他用精子作为载体转移目的基因，成功地获得了纯系转基因小鼠。该方法优点是稳定传代的细胞系能用于各种目的基因的转移，可在植入前筛选出合适的细胞。缺点是需经嵌合体途径，试验周期长，EK细胞系的建立和培养技术还不完善。 

体细胞克隆技术能够培育出与供体基因组完全相同的转基因动物，在基础研究和应用研究方面有重大意义。如第一例体细胞克隆动物“多利羊”的诞生引起了世界性轰动。但是，在基础理论和实验技术上体细胞克隆技术尚需进一步完善。 

自1982年转基因鼠问世以来，转基因动物研究在许多领域都取得了令人瞩目的成就。一般来讲，根据不同的目的，转基因动物操作可以简单地划分为四种类型：

（l）疾病型转基因动物；

（2）利用转基因动物制药；

（3）动物改良型；

（4）基础生物学研究。 

1987年，世界上第一只商业化转基因绵羊在英国著名的罗斯林研究所诞生。这只转基因母羊的乳汁中可以分泌α-抗胰蛋白酶，含量高达30毫克/升。这只转基因羊的出现表明，利用转基因动物生产药用蛋白是完全可行的。这为医药产业开辟了一个崭新的制药途径。同时，“生物反应器”的概念也由此产生。 

转基因动物多以

目前转基因技术已应用于许多领域解决生物学、医学问题，如解决免疫学、病毒学、代谢性疾病、神经生理学方面的问题。 

目前已建立的疾病模型有：癌症、动脉粥样硬化、镰状细胞性贫血、囊状纤维化、红细胞增多症、肝炎、免疫缺陷、自发性高血压等。建立疾病模型可用于疾病发病机理的研究，对于人们认识疾病、预防和治疗疾病有着不可替代的作用。就某些器官来说，转基因动物器官用于人体移植将有重大价值。 

转基因动物作为疾病模型可以代替传统的动物模型进行药物筛选。利用转基因技术可建立敏感动物品系及产生与人类疾病相同的疾病动物模型，这种动物模型应用于药物筛选的优点是准确、经济、试验次数少、显著缩短试验时间。现已成为人们试图进行“快速筛选”的一种手段。例如，随着癌基因的不断发现，越来越多的肿瘤疾病模型被用于药物筛选。Komori等曾用携带有哺乳动物细胞色素P-450的果蝇进行毒性试验，筛选致突变和致癌物质。Mehtali等曾建立了一种新的用于体内筛选抗艾滋病病毒药的转基因鼠模型。 

转基因技术用于育种，不仅可以加快改良遗传性状的进程，使选择的效率提高，改良的机会更多，而且不会受到有性繁殖的局限。 

到90年代中期，国际上已成立了数十家转基因动物公司，上面提到的部分产品正在进行临床试验。如抗凝血酶Ⅲ是第一个进入临床试验的转基因蛋白产品。 

在我国，施履吉院士早在80年代初就提出乳腺生物反应器的构想，并成功地获得了表达乙肝表面抗原的转基因兔，为通过转基因动物的途径获得药物打下了基础。目前，我国在转基因动物研究领域已经获得了转基因小鼠、转基因鱼几转基因猪、转基因羊、转基因鸡等具有快速生长能力或有抗病能力的家畜、家禽种系。90年代，“863”高技术计划已经将转基因山羊-乳腺生物反应器的研究列入重大项目。1996年10月，上海医学遗传研究所成功研制出5头有人凝血因子Ⅸ基因的羊。1999年2月，有研制成功带有人血清蛋白基因的试管牛。 

尽管转基因动物的研究已取得了一定成果，但目前转基因动物研究领域尚存在制备的效率低（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和1600。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及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。

2015年11月19日，美国食品药品监督管理局官网发布公告：批准转基因

1、荧光鼠

荧光鼠

2007年末，荧光鼠脑细胞的图片传遍世界各地，从“福利客”超市的宣传海报到“自然”杂志的封面。这些五彩斑斓的脑细胞是单个的神经元，鲜艳的色彩帮助科学家将它们区分开来。英国哈佛大学的杰夫-里奇曼为首的科研小组在实验鼠的基因组中导入水母的绿色荧光蛋白基因，使其在紫色光线的照射下呈现出绿色荧光。这种绿色荧光基因对小鼠无害，只起到标记作用。

2、蜘蛛羊

蜘蛛羊

我们所有人都听说过蜘蛛侠，但是你听过蜘蛛山羊吗？这种转基因山羊是独一无二的，因为它们能产生普通的蜘蛛丝。这种构成蜘蛛网的同样物质由它们的乳腺产生。

很多科学家把蜘蛛丝叫做“生物钢”，有着超强的抗张强度。研究人员称，如果把很多蜘蛛丝拧成一股绳的话，它足够强韧，可制成防弹背心、降落伞绳，或者从飞机到航母等设备。 蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造腱，支撑组织、骨骼和神经细胞，让它们在生长期间保持稳定。随着细胞的逐渐生长，这些人造丝部分会逐渐分解。但蜘蛛与蚕不同，把很多蜘蛛放在一起它们会彼此蚕食。因此，科学家始终致力于想出集中生产蜘蛛丝的方法。

帮助“生产”这些山羊的怀俄明大学分子生物学家兰迪-刘易斯说：“从概念上讲，这个过程非常简单。用于丝蛋白的蜘蛛丝基因与控制蛋白质构成组织的山羊的DNA有关。在这种情况下，它是乳腺，只形成于哺乳期。然后，细胞与卵结合生成胚胎，胚胎有着合成其DNA的基因。当母羊开始分泌乳汁时丝蛋白就产生了。”

3、抗癌老鼠

抗癌老鼠

美国研究人员通过一项新技术，使得老鼠具有了抵抗各种癌症的能力，而这个科学突破将使癌症患者有望接受无副作用的治疗。

这些老鼠内产生的一种蛋白质是未来疗法的关键，它能消灭肿瘤细胞，却不会伤害体内的健康组织。通常情况下，一般的癌症治疗会使患者出现疼痛、恶心和掉头发等情况。科学家们希望有朝一日把这种蛋白质用于癌症患者身上，使他们摆脱这些痛苦。

这个突破取决于一种叫Par-4的老鼠基因，它生产这种蛋白质。研究人员让一组老鼠拥有比正常情况下更多的蛋白质。《癌症研究》杂志报道，后来他们发现，这些老鼠对许多癌症类型产生免疫力，像肝癌和前列腺癌等。测试显示，这种蛋白质还能抵抗乳腺癌、胰腺癌和头颈癌等。美国的这些科学家们表示，至关紧要的一点是这些老鼠没有出现任何明显的副作用。

4、翡翠海参

翡翠海参

翡翠海参看起来更像一片树叶，而不是黏滑的腹足软体动物，但它却是已知第一种在自然演化过程中发生转基因现象的物种。这种生物令很多科学家大惑不解。就像缅因大学的玛丽-朗波发现，它们居然能够利用水藻食物中的叶绿体进行光合作用以产生能量。没有任何其他动物能够这样利用叶绿体。

朗波研究发现海参中的一种基因与水藻中具有光合作用的基因类似，这表明在过去的漫长岁月中，该基因或许通过自然进化的方式从水藻转移到海参的DNA中。虽然目前还很难证实海参身上的这种基因转移，但朗波仍表示“我们正致力于探究这种转移是如何发生的”，这将有利于科学家探索动植物间的基因转移是否会发生在其他的物种上。

5、荧光鱼

荧光鱼

2003年，美国得克萨斯的一家公司宣布，经过转基因技术他们已经研制出能发荧光的小型热带鱼——“荧光鱼”。这种“光芒四射”的红色荧光鱼，是利用转基因技术得到商标注册的第一种商业性荧光宠物鱼。改基因后的斑马鱼散发出粉红色荧光，远看像金鱼一样。目前，公司以GloFish的商标对红色荧光鱼进行了注册，这标志着转基因荧光鱼可以被当作家庭宠物出售。

斑马鱼是一种常见的观赏鱼，身上有黑白相间的条纹。荧光斑马鱼被分别转入了水母绿色荧光蛋白或者珊瑚虫红色荧光蛋白的基因，在紫外线的照射下，能够发出绿光或红光。荧光鱼作为观赏鱼在市场上销售，是第一种上市的转基因动物。

针对改基因荧光鱼的研发，环保人士提出了担忧，认为“异类鱼”投放大自然后会给生态平衡带来毁灭的影响，也认为转基因鱼可能会给人的身体健康带来影响。

6、转基因蚊子

转基因蚊子

蚊子属于昆虫纲双翅目蚊科，全球约有3000种，是一种具有刺吸式口器的纤小飞虫。通常雌性以血液作为食物，而雄性则吸食植物的汁液。吸血的雌蚊是登革热、疟疾、黄热病、丝虫病、日本脑炎等其他病原体的中间寄主，能传播多种疾病，是人类健康的“杀手”之一。近年来，全世界科学家都在努力研究转基因蚊子，以降低其对人类的危害。

伦敦帝国学院的科研小组培育了一种转基因蚊子，其中的雄性具有荧光睾丸，很容易被识别，然后令其不育。研究者称，可以将大量这样的转基因蚊子放到野外与普通的雌蚊交配，减少疟蚊的产卵量，从而慢慢减少疟蚊的数目。这种转基因蚊子没有生育能力，所以不会将基因遗传给野生蚊子。

美国科学家通过基因改造，在实验室中培育出了一种蚊子，它具备了不再感染疟疾的能力，将这些蚊子放入野外可以有效切断人与蚊子之间的疟疾传播途径。这些经过基因改造的蚊子被饲以未感染疟原虫的血液时并无明显优势，不过在饲以含有疟原虫的血液后，比普通蚊子更能适应环境。这意味着，跟普通的蚊子相比，这种转基因蚊子的繁殖能力和生存能力更强，死亡率更低。被疟原虫感染不会杀死普通蚊子，但是会降低其繁殖率。

7、超级老鼠

超级老鼠

一种超级老鼠可以不知疲倦地奔跑数小时、寿命更长、拥有更强繁殖能力、吃得更多而不增加体重……美国科学家培育出的这种转基因老鼠震撼了世界，引起人们的遐想：培育超级老鼠的技术手段能否应用于人类，改善人类的能力？第一只超级老鼠诞生于大约4年前。如今，科学家已经培育出500只超级老鼠。

研究者将高度活跃的磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK-C)基因注入老鼠胚胎。基因转化的老鼠在运动时有效利用身体脂肪产生能量，同时避免产生大量乳酸。乳酸可导致肌肉痉挛，即使耐力最强的运动员也会发生肌肉痉挛。

科学家汉森教授说，超级老鼠主要利用脂肪转化能量，体内只产生非常微量的乳酸，它们不吃不喝也能跑4到5个小时。这种老鼠最多能以每分钟20米的速度奔跑6公里，也就是说，它能连续不间断奔跑5个小时甚至更多。科学家说，这相当于一个人不间断地高速骑自行车翻越阿尔卑斯山，只有人类顶级运动员可以做到，比如环法自行车赛七冠王兰斯-阿姆斯特朗。

8、产药的小鸡

曾培育出世界上第一只克隆羊“多利”的英国罗斯林研究所，近日又取得了一项重大的科学突破：该研究所的科学家成功培育出世界上第一批能下“神奇鸡蛋”的小鸡。这种经过基因改造的小鸡所下的蛋能用来制造治疗癌症和其他疾病的药物。这一重大科学突破无疑为大规模生产药物提供了非常广阔的前景。科学家用于研究的小鸡名为“依沙褐壳蛋鸡”，这种法国品种鸡每年可下约300颗鸡蛋。经过基因改造后的“依沙褐壳蛋鸡”，其DNA中含有人为加入的人类基因，当母鸡生下蛋后，科学家就能从鸡蛋的蛋白中提取用来制造药物的蛋白质。

牛津生物医药公司的研究人员安德鲁-伍德表示：“从理论上来说，这种技术适用于不同种类的基因，因此这些母鸡也可以被用于制造许多不同的蛋白质。未来，这种技术有望用于治疗包括帕金森症、糖尿病和多种癌症在内的各种疾病。”

9、无所畏惧的老鼠

日本科学家最近通过改变老鼠的基因，培育出了一只不怕猫的老鼠。在科学家展示的照片中，一只褐色老鼠离一只猫不到一英寸，在猫的身边嗅来嗅去。

长期以来，科学家们一直认为，动物的恐惧可能是由它们灵敏的嗅觉唤起的。老鼠拥有大约1000个嗅觉感受器基因，而人类只有400个起作用的和大约800个不活跃的嗅觉感受器基因。

在用老鼠所做的一项实验中，研究人员确认并移除了老鼠大脑嗅球上的某些感受器，结果这些老鼠变成了一群无所畏惧的啮齿动物，在天敌面前转来转去，显示出极强的好奇心，永远不知道危险的存在。

10、有利于改善环境的基因猪

携带细菌基因的转基因猪可产生更清洁，污染更少的绿肥。这些基因，可帮助猪除去食物中的磷酸盐，从而有助减少猪畜牧业中产生的对农业有害的废物。

在加拿大圭尔夫大学的猪研究小组成员Serge Golovan说：“植物含有许多有机磷，而普通猪不能使用它。”没吸收的磷流散在环境中，危害溪流中的生物，产生温室气体。

转基因猪经过遗传修饰，在唾液中产生肌醇六磷酸酶，从而可以吸收植物中的磷，而普通猪是不能消化磷的。对转基因猪产生的肥料进行分析发现，他们比普通猪的排磷量减少了75%。