转基因动物

1980年底Gordon等人首次将克隆的基因注入小鼠受精卵原核，然后移植于假孕的母鼠输卵管，培育出第1个转基因动物。这种将外源性基因用实验方法插入动物生殖细胞的基因组而获得具有插入基因特性，并能正常繁衍的动物称为转基因动物 （ transgenic animals）。

转基因技术是生物学领域最新重大进展之一，已能渗透到生物学、医学、畜牧学等学科的广泛领域。转基因动物已成为探讨基因调控机理、致癌基因作用和免疫系统反应的有力工具。同时人类遗传病的转基因动物模型的建立，为遗传病的基因治疗打下坚实的理论和实验基础。

转基因技术涉及外源基因的组建、载体、受体、基因导入技术、供转基因胚胎发育的体外培养系统和宿主动物等方面的内容。

一、转移基因

（一）转移基因的原理：转基因技术的理论基础在于各种生物的遗传密码都是统一的。都是以3个碱基决定一个氨基酸这样的密码形式贮存在DNA链上，各物种间形状的不同仅仅是由于DNA上的四种核苷酸排列次序的不同，同时各种生物从DNA到蛋白质合成都服从“中心法则”，当一个物种的细胞内加入另一物种或人工合成的DNA（即基因）后就可能产生新的性状。

（二）基因的获得：取自现有的生物体如病毒、细菌、体细胞或肿瘤细胞的DNA，用限制内切酶或外切酶把DNA切割成若干小段，然后再把这些小段利用连接酶分别放入载体中，并建成载体克隆。载体通常是一种独立的，能自我复制的遗传物质，如质粒、某些噬菌体和病毒均可作为载体。

基因的片断可随载体复制，有时亦可表达，用DNA 或抗体探针做分子杂交试验或ELISA试验筛选出带有理想基因的克隆，再把理想基因载体放入大肠杆菌等宿主细胞中扩大、增殖，或采用PCR的方法扩增。再对扩增的DNA片断进行适当修饰，例如将一个单一的基因与经选择的启动子重组合，然后进行转移，或将特定的控制序列连接到目的基因的结构序列上，从而创造1个新的重组基因，然后再进行转移。

理想基因也可用人工合成的办法获得，要合成一特定的基因，就是要合成具有一定排列顺序的DNA。DNA上四种碱基的配对是非常严格的，腺嘌呤（A）必定和胸腺嘧啶（T） 配对，鸟嘌呤（G）必定和胞嘧啶（C）配对，由于蛋白质合成不是直接以DNA作为模板，而是以DNA的副本mRNA作为模板，在RNA中，用尿嘧啶（U）代替了胸腺嘧啶（T）。

二、基因转移的受体细胞

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。