分子生物学生论文转基因技术及应用

转基因技术及应用

摘要：转基因技术是生命科学研究中最有效、最令人振奋的新技术之一，已广泛应用于生命科学的基础研究（基因功能研究）和应用研究方面，并取得了可喜的成就。转基因动物是解决特殊生物学问题常用的独特模型，它的研究成果标志着现有重组DNA技术与动物细胞、胚胎培养和操作技术的集成。研究和利用转基因动物已成为当代生物技术研究与开发领域中的热点之一。

关键词：转基因技术，基因工程，转基因山羊。

概述

将人工分离和修饰过的基因导入细胞和（或）生物体内，并通过导入基因的表达引起生物体性状的可遗传性修饰。这一技术称之为转基因技术（Transgenic technology）。经转基因技术修饰的生物体被称为“遗传修饰过的生物体”（Genetically modified organism，简称GMO），或转基因生物（transgenic organism ），包括转基因微生物、转基因植物及转基因动物。基因工程（gene engineering）：指在体外对DNA分子按照既定的目的和方案，对DNA进行剪切和重新连接，然后把它导入宿主细胞，以扩增有关DNA片段或表达有关基因产物等研究。 又称为基因操作、分子克隆、基因克隆或基因重组等。动物转基因技术的基本原理是运用转基因技术将改建后的目的基因导入实验动物的生殖细胞或着床前胚胎细胞，然后将转基因受精卵或着床前胚胎细胞移植到受体动物的子宫或输卵管内，使其发育成携带外源基因的转基因动物。不论采用何种方法制作转基因动物，都要首先制备目的基因，并将目的基因与表达载体连接构成重组转基因载体。

下面我们来设计一套从基因分离到制备转基因山羊（能从乳汁中分泌人的凝血因子IX) 的技术路线。

一 目的基因的制备

首先，我们利用mRNA反转录法获得目的基因，主要步骤如下：1 提取人的总RNA；2 进一步分离能表达人的凝血因子IX的mRNA；3 以mRNA为模板，用反转录酶合成cDNA； 4以cDNA为模板，用DNA聚合酶合成双链cDNA；5 双链DNA与载体连接（即重组）构成重组体；6 将重组体转入受体菌；7 筛选和鉴定重组体克隆并进行扩增，获得大量目的的基因cDNA；8 从受体菌中获得重组体；9 酶切鉴定获得的目的基因。

二 转基因载体的构建

我们选用基因组DNA构建转基因载体，而且在转基因载体中附加绿色荧光蛋白等报道基因 ，以便检测。

三 将转基因载体导入到受体细胞

我们用精细的显微注射针将体外构建的转基因载体溶液直接注入山羊受精卵的原核，使外源基因通过DNA复制而整合到动物基因组中。然后进行筛选（如根据能否表达绿色荧光蛋白），将符合条件的细胞进行培养。

四 胚胎移植

通过胚胎移植将整合了外源基因的受精卵移植入假孕山羊的子宫内，待其发育成熟。

五 获得转基因山羊

从子代山羊中筛选携带并表达人的凝血因子IX基因的转基因山羊。 现实应用

一 转基因微生物应用

1转有凝乳酶基因（生产奶酪）的菌株，可避免了小牛的无辜死亡，也降低了生产成本。

2导入人类胰岛素基因的菌株，由于胰岛素制备。

3导入人类干扰素基因的菌株。

4用于改善酱油、酒等食品风味的菌株。

二 转基因动物应用

作为人类疾病发病及治疗研究的动物模型

1用于发育生物学的研究

2提高动物产品的质量

3作为生物反应器

三 转基因植物的应用举例

1抗虫或抗病毒农作物

2抗除草剂

3抗逆

4含特殊营养或药用成分

5其它特殊用途,如特色花卉。

遇到的问题及解决办法

1对人类自身的可能影响

2Pusztai事件

3对生态环境的可能影响

4斑碟事件

5加拿大“超级杂草”事件

实施和加强生物安全防护措施可采用以下办法：一是选择非致病性生物作为外源DNA的克隆宿主；二是采用周密的微生物基因操作来降低微生物存活于环境中并进行繁殖的可能性。大肠杆菌是一种普遍存在于人以及温血动物和冷血动物肠道内的细菌，也是应用最广的克隆宿主。为了消除这种克隆宿主可能对环境的危害，人们采用基因操作构建了特殊的大肠杆菌菌株，其中整合了许多自动防止故障的性状。这种菌株只能在特定的实验室条件下生长，即使菌株外逸，与也不会造成生物危害。

今后的发展方向

世界科学发展历史表明，任何新兴技术的发展除了要不断克服技术上的困难以外，也要面对各种质疑，在争议中不断发展和完善，转基因技术发展也概莫能外。1996年全球转基因品种开始进入产业化发展阶段后不久，1998年起媒体上就爆出“马铃薯试验大鼠中毒”、“美洲斑蝶死亡”、“墨西哥玉米基因混杂”、“中国抗虫棉破坏生态”等一连串“事件”，引发了持续多年的激烈争议。这些传闻由于缺乏足够证据最终被科学界和有关国家生物安全管理机构一一否定。

我国最近也出现了对转基因技术的一些争议，细想一下也属正常情况。现代科学知识更新和生物技术发展日新月异，但相关科学知识普及未能及时跟上，许多公众（包括生产者、销售者、消费者及管理者）对基因、转基因食品、转基因生物安全等知识了解不多，一些人担心疑虑在所难免,也可以理解。为了增进公众对国家生物技术发展战略的了解和对转基因技术的认知，建议相关部门当前要配合转基因生物新品种培育重大专项的实施和生物育种战略性新兴产业的推进，积极扩大政府与公众之间的信息交流，高度重视、大力协同，积极开展科学传播 工作，以创造生物技术与产业发展的良好氛围。对此项工作要全面规划、精心组织、常抓不懈、落到实处。建议由中国科协牵头，联合相关部门，组织相关学会、大专院校、科研院所开展形式多样的科普宣传活动；科技专家有责任、有义务解疑释惑，引导公众科学、理性地对待转基因技术；新闻媒体要致力于转基因技术的客观报道，做科学知识的传播者，积极创造有利转基因技术发展的舆论氛围。

为了适应转基因品种产业化发展的需要，建议今后要继续研究完善法律法规、加强执法能力建设、加大监管力度，以推动转基因生物安全管理水平的进一步提高。

我们坚信，只要遵照中央既定决策，在科学评估和依法管理的基础上，坚定不移推进转基因育种研究和产业化，一定能克服种种困难，促进我国生

物育种科技创新与产业化的发展，为抢占国际农业科技制高点，保障我国粮食安全、生态安全和农民增收做出新的贡献。

我的观点

首先我认为应该大力支持转基因生物的研究与应用。转基因技术广阔的发展前景是毋庸置疑的，特别对于我们人口众多的发展中国家来说，掌握并应用好了这项技术，可以为我们解决许许多多的现实问题。至于由它所带来的一系列问题，我们也没有必要过于惊慌，任何一个新技术、新事物的产生，总要经过一个适应期。对于当前市场上泛滥的转基因食物，许多人为此感到不安。在这里，我发表一下我自己的观点。没有出现转基因食物以前，我们平时吃的谷物，面，水果，经过我们消化系统的消化吸收之后，大部分都变成了对我们机体提供营养的小分子物质，其他的废物便被我们排出体外。所以它们所携带的外源基因根本不会对我们的基因组造成危害。而且，几千年来，我们都是以这些携带“外源基因”的食物为食，也没有对我们人类产生什么负面影响。总之，我相信在当前科技发达，技术相对成熟的情况下，只要规范相应的法律法规，严格规范技术操作流程，我们有能力让它们走上为我们人类谋福利的轨道上。（以上仅代表我的个人观点）

参考文献

[1] 胡维新，医学分子生物学， 长沙：中南大学出版社 ，2001，P247-281。

[2] John E.Smith, Biotechnology(4th ed),Originally publishied by Cambridge University Press in 2004,Authorized translation from the English language edition published by the Syndicate of the Press of the University Cambridge, England, This edition is licensed for distribution and sale in the People’s Republic of China in 2006, Page 37.

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[5] 黄大昉 农业转基因技术和安全管理 十一届全国人大常委会专题讲座第十六讲讲稿