① 研究基因功◆能细菌和一些低
等真核生物在
进行基因取代
时，克隆的基
因能精确地插
入到染色体的
同源部位，所
以他们是研究
◆基因取代法除成功用于细菌和酵母菌的基因基分因析外取，代还的成功理
地应用到老鼠和鸡的基因功能分析中。
想材料。
② 转基因动物的制备
◆◆转基转因动基物因的应动用领物域 的应用领域
1、生物反应器：药用或食品蛋白的大量生 产，即转基因动物制药；
“生物反应器”生产药 ◆转基因动物生物产。药物不仅开辟了制药业的新纪
元，而且它也是转基因动物研究最活跃的领域。
◆基因工程药物3 个阶段:
1、细菌基因工程，即把目的基因通过适当的改建导 入大肠杆菌中，再通过细菌等原核微生物表达的目 的蛋白作为药物;
2、是细胞基因工程药物，这是把人或哺乳动物的基 因直接导入哺乳动物的细胞中，生产有生物活性的 产品;
◆基因敲除和敲进的原理都是同源重组，即 同源双交换，用克隆的外源基因取代基因 组中野生型等位基因。
◆两者不同点在于，基因敲除导入的外源基 因是失活的、无功能的基因，基因敲进导 入的是有活性和功能的基因。因而两者的 具体用途有所不同。
◆基因敲出实小际鼠操基因敲除实验
作简要步骤：
1、克隆目的基因及 其两侧的DNA序 列。
◆动物模型的意义和优越性 ： （一）避免了在人身上进行实验所带来的风险 。 （二）临床上平时不易见到的疾病可用动物随时
复制出来。 （三）可以克服人类某些疾病潜伏期长，病程长
和发病率低的缺点 。 （四）可以严格控制实验条件，增强实验材料的
可比性 。 （五）可以简化实验操作和样品收集 。 （六）有助于更全面地认识疾病的本质。
◆转基因动物生产药物的优点：
1、品种多、产量高、质量好。 2、设备简单、不耗能、无环镜污染。 3、生产周期短。 4、生产成本低。
◆2006年报道：我国目前已有乳铁蛋白、白蛋 白、凝血因子等进入临床试验阶段，首个转 基因动物生产的药物有望在5年内上市。“究 竟是哪种转基因药物率先上市，还得由临床 疗效说了算。”
◆基因敲进（knock in of gene）：利用基因同 源重组，将外源有功能的基因转入基因组中 不存在或已失活的细胞中与其基因组中同源
◆ 基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物 学技术，是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的 技术。通常意义上的基因敲除主要是应用DNA同源重组原理 ，用设计的同源片段替代靶基因片段，从而达到基因敲除的 目的。随着基因敲除技术的发展，除了同源重组外，新的原 理和技术也逐渐被应用，比较成功的有基因的插入突变和 iRNA，它们同样可以达到基因敲除的目的。
③ 用于药物筛选的动物模型
◆用于药物筛选的动物模型例如： 帕金森病动物模型，用于药物筛选。 建立抗丙型肝炎病毒药物筛选的动物模型。 精神分裂症动物模型及其药物筛选。 高尿酸血症动物模型的建立及抗痛风中药的筛选。 ◆要求： （一）相似性 （二）重复性 （三）可靠性 （四）适用性和可控性
③ 用于药物筛选的动物模型
3、其三是利用转基因动物生产低成本、高活性的药 物。
◆转基因动物是一把、外转源基基因动物
因导入动物的生殖细胞 中，并整合该细胞后发 育成为个体整合的外源 基因，整合的外源基因 又能影响其后代遗传的 动物。
转基因动物生产药用蛋白的基本过程
药用蛋白基因→表达细胞株→细胞核
受体动物
供体动物→受精卵→无核受精卵→组装的核细胞→多细胞胚胎→假孕 动物→动物幼崽→雌性转基因动物→乳汁→药用蛋白
同源重组的应用
◆同源重组的应用价值 主要是用于基因敲除（knock-out）和基因敲 进(knock-in)
❖ ① 研究基因功能
❖ ② 转基因动物的制备
基因敲进和敲进
◆基因敲除（knock out of gene）:是基因打靶 技术的一种，指外源DNA与受体细胞基因组 中序列相同或相近的基因发生同源重组，从 而代替受体细胞基因组中的相同或相似的基 因序列，整合入受体细胞的基因组中。
2、通过插入抗性基 因或者DNA缺失， 对克隆的目的基因 进行体外遗传改造， 使克隆的目的基基因序列 两侧或外面的断裂点，用同源序列的目的基 因整个置换内源基因。目前用于基因敲除的 技术有Cre/Lox P系统、FLPI系统等。
◆此法可产生精确的基因突变，也可正确纠正 机体的基因突变。
2、疾病的动物模型：用于研究、药物筛选、 药物治疗、毒物测试；
3、通过增加或删除基因来研究基因的功能、 调控和发育，如癌基因、免疫系统等；
4、异种器官的移植； 5、家畜品种的改良。
③ 用于药物筛选的动物 模型
◆诱发性或实验性动物模型 （ExperimentalAnimalModels）
用同源重组的方法，将致病因素作用于动物， 造成动物组织、器官或全身一定的损害，出现 某些类似人类疾病时的功能、代谢或毒使动物 患相应的传染病，又如用化学致癌剂、放射线、 致癌病毒诱发动物的肿瘤等。诱发性疾病动物 模型具有能在短时间内复制出大量疾病模型， 并能严格控制各种条件使复制出的疾病模型适 合研究目的需要等特点，因而为近代医学研究 所常用，特别是药物筛选研究工作所首选。但 诱发模型和自然产生的疾病模型在某些方面毕
同源重组概述
同源重组（homologous recombination） ◆即一般重组，是染色体之间进行遗传信息的
方式之一，几乎所有生物都发生同源重组。
◆如真核生物减数分裂中染色体的交换，细菌 结合、转化、普遍性转导的遗传重组都属于 同源重组。
◆同源重组要求两个DNA分子的序列同源，同 源区越长越有利于重组；同源区太短，则难 于发生重组。因为它依赖于大范围DNA同源
◆转基因动物就是指通过实验方法，人工地把 外源基因导入动物的受精卵， 使外源基因与
动物本身的基因组整合在一起，因而外源基 因能随细胞的分裂而增殖，并能稳定地遗传 给下一代。在此基础上，人们只要将事先提
The end, thanks!