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  • 發布時間:2020-07-20 17:14 原文鏈接: 轉基因技術的發展及其在轉基因動植物的應用(二)

    體細胞核移植是近些年來新出現的一種轉基因技術。該方法是先把外源基因與供體細胞在培養基中培養,使外源基因整合到供體細胞上,然后將供體細胞細胞核移植到受體細胞——去核卵母細胞,構成重建胚,再把其移植到假孕母體,待其妊娠、分娩,便可得到轉基因的克隆動物。在這一技術中,外源基因的穩定表達和重建胚的良好發育是關鍵因素,則選擇合適的基因轉染方式和細胞融合方式就顯得尤為重要。

    與傳統的方法相比,電穿孔具有很多優點。首先,不必像顯微注射那樣使用玻璃針,不需要技術培訓和昂貴的設備,可以一次對成百萬的細胞進行注射。第二,與用化學物質相比,電穿孔幾乎沒有生物或化學副作用。第三,因為電穿孔是一種物理方法,較少依賴細胞類型,因而應用廣泛。實際上,對大多數細胞類型,用電穿孔法基因的轉移效率比化學方法高得多。已有多篇科研文獻證實了電穿孔技術在轉基因研究和臨床研究上的作用,如Diego Laderach, et al[4]使用BTX ECM830以方波波形電擊DC細胞,轉染siRNA研究體內定位基因的功能,類似這種用以研究某基因的方法已相當成熟;以及Annelies E.P, et al[5]運用BTX ECM2001交流電排列細胞和直流電進行電擊達到了目的基因的穩定表達和胚胎細胞的良好融合,最終得到轉基因牛,等等。而BTX ECM2001細胞電融合&電穿孔儀已被美國權威實驗室冷泉港列入標準實驗操作程序。
    轉基因動物可以建立多種疾病的動物模型,進而研究這些疾病的發病機理及治療方法,而電穿孔技術的應用可以針對性地制備抗性藥物;以及通過與化學學科的交叉,利用電化學療法注射抗癌藥以治療皮膚型腫瘤疾病。轉基因動物技術配合電穿孔技術還可以改造動物的基因組,使家畜、家禽的經濟性狀改良更加有效,如使生長速度加快、瘦肉率提高,肉質改善,飼料利用率提高,抗病力增強等。對于動物遺傳資源保護的意義更加深遠,對挽救瀕危物種是必不可少的。

    轉基因植物
    近些年來,面對全球環境劇變所引發的諸多農業問題,如耕地面積減少、空氣質量下降等造成早期改良品種的方法已不合時宜,迫使轉基因技術充分考慮各種因素,以達到人口不斷增加對植物包括糧食及其他食品的需求。基因工程應用技術之一的基因重組,可用于不同生物遺傳物質進行體外人工剪切、組合、拼接,使遺傳物質重新組合,然后,通過載體,如微生物、病毒等轉入微生物或細胞內,進行"無性繁殖",并使所需基因在細胞內表達出來,產生人類所需的物質或創造新的物種。

    近年來,國外已出現了一些"轉基因作物",如抗腐爛西紅柿、抗除草劑棉花、抗病毒黃瓜和馬鈴薯,以及抗蟲玉米等。這些都是運用轉基因技術將目標基因轉入受體植物體內,可用電轉染方法、基因槍或者是傳統的農桿菌侵染等。基因槍方法的效率較高但是價格昂貴;傳統的農桿菌侵染易污染且效率低,外界不確定因素較多;相比較,大多數研究使用電轉染方法獲得轉基因植物,如在James Saunders等利用BTX630電轉儀得到轉基因大豆[6]。

    轉基因植物可通過原生質體融合獲得,有可能改變植物的某些遺傳特性,不僅可以改良作物特性,還可培育高產、優質、抗病毒、抗蟲、抗寒、抗旱、抗澇、抗鹽堿、抗除草劑等的作物新品種。而且可用轉基因植物或離體培養的細胞,來生產外源基因的表達產物,如人的生長素、胰島素、干擾素、白介素2、表皮生長因子、乙型肝炎疫苗等已在轉基因植物中得到表達。

    結束語:
    轉基因技術的不斷發展極大地促進了轉基因領域的理論研究和實際應用,特別是極大推動了轉基因動植物新品種的培育。而我國已啟動了“轉基因生物新品種培育”科技重大專項,隨著這些科研成果轉化為生產力,必將大大促進中國社會經濟的發展。

    參考文獻:
    【1】Neumann, E., Schaefer-Ridder, et al. Gene transfer into mouse lyoma cells by electroporation in high electric fields. EMBO J,1982;1:841–845.
    【2】Simon, J. R. Transformation of intact yeast cells by electroporation. Methods Enzymol,1993;217: 478–483.
    【3】S.Tollefsen, et al.DNA injection in combination with electroporation: a novel method for vaccination of farmed ruminants. Scandinavian journal of immunology,2002;57:229-238.
    【4】Diego Laderach, et al.RNA Interference Shows Critical Requirement for NF-kβ p50 in the production of IL-12 by Human Dendritic cells.The Journal of Immunolgy,2003;1750-1757.
    【5】Annelies E.P,et al.Nuclear Transfer and Electrofusion in Bovine In Vitro-Matured/In Vitro-Fertilized Embryos: Effect of Media and Electrical Fusion Parameters.Molecular Reproduction,1993;36:307-312.
    【6】James Saunders,et al.Rapid optimization of Electroporation Conditions for Plant Cells,Protoplasts and Pollen.Molecular Biotechnology,1995;3:181-190.


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