转基因动植物生物反应器1.pdfVIP

1896 1920 1987 2006 第四篇 生物制品生产 第9讲 转基因生物反应器 本讲主要内容 1.转基因动植物生物反应器 2.转基因细胞生物反应器 本讲关键问题 1.转基因动物、植物构建方法 2.高效表达异源蛋白的策略 第一节 转基因动物植生物反应器 在力学强度上，蛛丝纤维能和用来制造防弹 衣和轻型头盔的凯夫拉尔纤维相媲美，其所 含牵丝蛋白的强度比钢还要高出十几倍； 在柔韧性上，蛛丝可被拉伸到原来长度的1倍 到1.5倍而不发生断裂，弹性极佳。 问题：能否养殖蜘蛛生产天然蛛丝呢？ 蜘蛛从来都不是一个勤奋的吐丝者，天然蛛丝主 要用于结网，产量极低。 蜘蛛性情凶猛，全为肉食，有互相残杀习性，故 单独饲养容易成功，群养较难。 蚕的一生经过蚕卵—蚁蚕—熟蚕—蚕茧 —蚕蛾，共四十多天的时间 春蚕到死丝方尽 —— 《无题》 唐 李商隐 家蚕生物反应器 2011-04-20：美国圣母大学和怀俄明大学的研究 人员将蛛丝蛋白基因插入到了家蚕的基因中，成 功培育出了一种转基因家蚕，从而使家蚕吐出与 蛛丝类似的超级蚕丝。与天然蚕丝相比，这种新 纤维强度更大柔韧性也更好。 可在军事、医疗、纺织等领域发挥重要作用： 强度更好、更柔软、更贴身的防弹衣； 更为柔软、结实的手术缝合线； 既柔软舒适又结实耐用的高级时装。 其它：降落伞、武器装备防护材料、车轮外胎、 高强度渔网等。 一 转基因生物反应器 转基因技术 （Transgenic technique）：通过人 工方式将外源基因整合到生物体基因组内，并使 该转基因生物能稳定地将此基因遗传给后代的技 术。 转基因生物反应器 （Transgenic bioreactor）： 将外源基因转入细胞或动植物，利用细胞增殖或 者动植物代谢制备外源基因的表达产物的技术。 细胞水平 转基因微生物生物反应器：由于微生物结构简单 、繁殖迅速、容易培养而成为转基因对象，主要 采用遗传背景清楚的大肠杆菌和酵母表达系统， 通过高密度发酵培养、分离纯化获得所需要的目 的产物，生产的药物属于第一代基因工程药物。 转基因动物细胞生物反应器：将外源基因转入动 物细胞，表达制备相关产品。利用转基因动物细 胞生产蛋白类药物、疫苗、细胞因子等产品已经 成为生物制药的热点。 转基因植物细胞生物反应器：将外源基因转入植 物细胞，表达制备相关产品。由于植物细胞大规 模培养技术限制，目前利用转基因植物细胞大规 模生产基因工程产品有一定难度。 个体水平 转基因动植物生物反应器： 将外源基因转入动植物个体，表达制备相关产品 。转基因动植物技术不仅限于转基因技术，而且 还涉及植物组织培养、动物胚胎工程等技术，因 此过程复杂。 二 转基因动物生物反应器 1.转基因动物（transgenic animal）：是指在基 因组内稳定地整合外源基因，并且外源基因可以稳 定地遗传给后代的基因工程动物。 利用转基因动物生产人类药用蛋白等是目前世界上 转基因动物研究的热点之一。 2.转基因动物培育方法 （1）显微注射法 优点：大片段、应用广 流程： 目的DNA制备 DNA的注入原核胚 胚胎体外培养 胚胎移植（移植前鉴定） 发育 出生、鉴定 两种策略 1980年，Gordon等人 首先育成转生长素基 因小鼠。世界第一个 转基因动物。 生长速度快2－4倍、 体形大一倍的转基因 “硕鼠”。发表在 1982年的nature杂志 上。 （2）胚胎干细 胞方法 胚胎干细胞（ES ）是一种含正常 二倍