动物乳腺生物反应器的目的基因
十多年来,已有数种高价值的产品在大动物乳汁中生产出来,于小鼠乳腺中获得表达的产品更是多达数百种。从国际大公司开发的情况可以看出,高经济价值的医用蛋白和营养蛋白是重要的研发对象,如AT一Ⅲ、AAT、蛋白C、乳铁蛋白、乳糖酶等都已进入了三期或二期临床试验阶段。选择目的基因应当首先考虑那些正常情况下来源困难或浓度低,其他表达系统难以生产且I临床应用前景广阔的蛋白基因。可以预见,由于细胞工程和基因治疗技术的发展,细胞因子类产品将不会通过动物乳腺反应器生产,而用途更广、需求量更大的治疗性抗体、营养蛋白和工程酶将成为制备乳腺生物反应器的首选靶蛋白。另外,若能建立起稳定的转基因家畜群,以乳腺反应器生产基因工程疫苗,不仅生产效率可观,而且可直接以乳汁进行临床免疫,达到方便快捷的目的。
动物与生物反应器
动物与生物反应器:
转基因动物是指通过实验方法,人工地把外源基因导入动物的受精卵(或早期胚胎细胞),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的一类动物.
利用生物反应器来生产人类所需的物质,可以节省建设厂房和购买仪器设备的费用,可以减少复杂的生产程序和环境污染。
还可以生产食品、保健品等。1982年,R.D.Palmiter等科学家将金属硫蛋白基因的启动子和大白鼠生长激素基因拼接成融合基因,把这种基因导入小白鼠的受精卵,再将这一受精卵移植到一借腹怀孕的母鼠体内,生下来的小鼠比正常小鼠体格大一倍,称为"巨鼠".
在经济效益方面,应用转基因动物—乳腺生物反应器技术来制造基因药物也是一种可以获取巨额经济利润的新型产业.
英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊,其乳汁中含有a[,1]—抗胰蛋白酶,可治疗肺气肿病.这种病在北美比较常见,病人以前只能依赖于注射人的a[,1]—抗胰蛋白酶做替代疗法, 价格昂贵,而现在用转基因羊来生产,每升这种羊奶可售6000美元.
如荷兰的GenPharm公司用转基因牛生产乳铁蛋白,预计每年从牛奶生产出来营养奶粉的销售额是50亿美元.
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动物乳腺生物反应器的问题展望
在乳腺反应器研制中尚存在下述待解决的难题:(1)转基因动物的成功率低。(2)目的蛋白的表达水平远低于乳汁中总蛋白含量。(3)目的基因的分离、改造、载体构建、体细胞克隆等技术环节还不够成熟。(4)“位置效应”与“剂量效应”目前无法克服。(5)乳汁蛋白基因表达调控机理、目的基因在宿主染色体上整合的详细机制、基因表达调控元件在不同家畜表现差异的原因、乳腺细胞对蛋白质的加工修饰机理等还未弄清。(6)产品的安全性的问题,外源基因侵入对动物和基因药物对人体正常功能有何影响,否会造成基因污染,尚难定论。虽有这些问题存在,但许多国家政府和大型制药企业仍竞相投入巨资资助乳腺生物反应器产品的开发和生产,使乳腺反应器研制和产业化呈现日益加速的趋势。利用乳腺反应器生产营养活性蛋白,如需求量极大的护肤品中的活性蛋白,或者改造奶质而使其具备营养和药用双重功能,或者直接生产口服生物制品,都具有极大的市场潜力。我们相信乳腺生物反应器产业不仅会成为有高额利润回报的新型行业,而且将会带动整个国民经济的发展,形成全新的产业结构模式。因此,我们应当抓住机遇,增加投资力度,大力兴办乳腺反应器产业,以在未来的生物高技术竞争中夺得主动权。
乳腺生物反应器的概念和作用
乳腺生物反应器是将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达,以转基因动物的乳腺组织生产药用蛋白。采用乳腺生物反尖器生产药用蛋白质是一种全新的生产模式,它已经成为生物技术领域发展的重要方面。乳腺生物反应器具有能够生产出具有完全生物活性的药用收白,纯化简单,投资少,成本低,对环境没有任何污染等优点,转基因动物生产药用蛋白可以获得巨额经济效益。
目前,人们认为动物中最理想的一种生物反应器是“乳房生物反应器”.______
科学家正在研究利用动物做“生产车间”,生产人类所需要的某些物质,这就是生物反应器.利用它的优点是可以节省建设厂房和购买仪器设备的费用,可以减少生产程序和环境污染.乳房生物反应器:将所需目的基因构建入载体(遗传基因),加上适当的调控序列,转入动物胚胎细胞,使转基因动物分泌的乳汁中含有所需要药用蛋白,无论纯化还是使用都很方便,因此动物中最理想的一种生物反应器是“乳房生物反应器”.故答案为:√.
目前人们认为很理想的一种生物反应器是“______”,即人类通过对某种动物(如牛、羊)的______进行改造,
生物反应器的研究开发重点是动物乳房生物反应器和动物血液反应器,目前乳房生物反应器是迄今为止最理想的生物反应器,乳房生物反应器的原理是,应用重组DNA技术和转基因技术,将目的基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞(或受精卵)中,经胚胎移植,得到能在乳腺中表达转基因产品的个体,其乳腺组织可分泌生产“目的产品”如具有药用价值的蛋白,这些蛋白进入奶中,再通过回收含转基因蛋白的动物奶,就可以提取有重要药用价值的生物活性蛋白.例如:把含有人凝血因子的基羊注入到羊的受精卵中,培育成的转基因羊在凝血因子基因控制下其乳汁中会产生能够治疗血友病的珍贵药物,母羊被称乳房生物反应器.故答案为:乳房生物反应器;遗传基因;乳房.
下列对利用“乳房生物反应器”生产药物的优点的叙述中,不正确的是( )A.乳汁中的药物种类多,各类
生物反应器是指利用动物做“生产车间”,生产人类所需的某些物质.目前比较理想的生物反应器是乳房生物反应器.利用生物反应器来生产人类所需要的某些物质,可以节省建设厂房和购买仪器设备的费用,减少复杂的生产程序和环境污染.药物更接近人类自身的蛋白质,而且一般不会对生物造成危害;乳汁中的药物种类单一,有些药物如抗生素不能由生物反应器生产.故选A.
生物反应器只能生产药品,发展前景不广阔.______
一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫做动物生物反应器.几乎任何有生命的器官、组织或其中一部分都可以经过人为驯化为生物反应器.从生产的角度考虑,生物反应器选择的组织或器官要方便产物的获得,例如乳腺、膀胱、血液等,由此发展了动物乳腺生物反应器、动物血液生物反应器和动物膀胱生物反应器等.其中,转基因动物乳腺生物反应器的研究最为引人注目.中国科学院上遗传所和复旦大学合作培育的转基因羊,这些羊的乳汁中含有能治疗血友病的药物,因此生物反应器发展前景很广阔.故答案为:×
下列关于“动物乳房生物反应器”的叙述,不正确的是( ) A.产物成本低、产量高、易提纯可被充分
利用生物(如动物)做“生产车间”,生产人类所需的某些物质,这就是生物反应器.科学家正利用动物作为“生产车间”生产人类所需的某种物质,如人类把控制合成人乳铁蛋白的基因转入某种动物的体内,使这种动物产生和分泌人们所需的人乳铁蛋白.迄今为止乳房生物反应器是最理想的生物反应器,生物反应器可以节省建设厂房和购买仪器设备的费用;还可以减少复杂的生产程序和环境污染;生物反应器可以取代传统的发酵工艺,转基因动物具有适应环境的能力,一般不会出现常见的体质弱,生活力低等不良现象.可见D符合题意.故选:D