动物转基因和生物反应器 第11章动物乳腺生物反应器.pptVIP

第十一章

动物生物反应器第一节乳腺生物反应器第二节小动物生物反应器第三节反应器系统的主要用途动物乳腺是一种优良的生物反应器优点：1、产量高，容易收获2、质量好3、成本低廉、周期短、可以大规模生产4、提取简单5、不耗能、无污染缺点：研制时间长，技术复杂，投资过大一.乳腺生物反应器生产目标产品的产量高，非常容易收获。假如要设定一个既不影响奶本身的特性，又不危及动物健康的目标产品产量，一般认为2克/升是一个理想的水平。用动物乳腺生产目标蛋白的精制品，比用细菌发酵和动物细胞大规模培养的工艺更为简便和有效。二.动物乳腺生产的产品质量好。动物乳腺组织不仅具有能力按照遗传信息来合成任何一种蛋白质，而且具备一整套机制对翻译的产品进行天然的后加工。三.用动物乳腺生物反应器生产的产品成本低。由于动物乳腺生物反应器生产蛋白质能力强，从奶中收集粗产品比较容易，饲养动物是一个畜牧生产过程，不需要复杂的设备和消耗昂贵的培养基，总的运转成本和单位运转成本都很低。四.从奶中提取产品比较简单。在按照制酪业的工艺将奶中的脂肪和酪蛋白除去以后，用工业层析技术就可以将产品提纯，纯度达到99%。由于乳清中产品浓度很高，可以直接从乳清中提纯终末产品。原理及步骤应用重组DNA技术和转基因技术，将目的基因转移到尚处于原核阶段的动物胚胎中，经胚胎移植得到转基因乳腺表达多肽药物、疫苗等蛋白的技术。外源基因在乳腺特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区，即需要一个引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列。步骤获取目的基因构建基因表达载体显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎讲胚胎送入母体动物发育成转基因动物（1）.基础理论方面尚未完全掌握关于乳蛋白基因表达调控的规律。无法消除基因表达的位置效应，对于导入基因在动物体内的整合点不能适宜选择。转基因动物过程中出现嵌合体的问题。

（2）.实验技术方面目的基因的分离和改造乳腺特异表达载体的构建存在缺陷转基因技术的关键性技术无法保证对基因的定点整合，因此转基因动物常会出现繁殖力下降、胚胎早期死亡等各种生理及病理缺陷。1.研制时间过长2.技术复杂3.投资过大4.风险性大（3）.产品加工方面在分离过程中要去除所有可能引起人类变态反应的蛋白质同时对含量低的产物加以纯化，才能得到人体产生的蛋白结构、功能和理化特性相同的产品。目的蛋白的翻译后修饰问题。转基因表达产物的分离和纯化问题。（4）.产品的商品化方面商品化的瓶颈：该技术的高成本及表达结果的不确定。（5）.伦理道德方面公众不能完全接受基因在种间的转移的观念很多人拒绝使用或食用转基因产品给现有物种造成威胁的忧虑在不同程度上制约转基因技术的发展但是乳腺生物反应器的研究若能在理论上加以突破并完善其技术路线，人类将在下一世纪借助克隆技术，按照自己的意愿工厂化地生产珍稀的药用蛋白。乳腺生物反应器的产品将大量进入市场，对人类的生存与健康发展做出巨大的贡献。

技术问题值得注意的是,在构建乳腺表达的外源基因时,外源基因在乳腺的特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区,即要有一个引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列,这样才能将外源基因置于乳腺特异性调节序列控制之下,使其在乳腺中表达,再通过回收奶得到目的蛋白。目前大多数蛋白基因的启动子已用于外源基因在转基因动物乳腺中表达。第二节小动物生物反应器1、转座子PB系统1、转座子PB系统转座子又称可移动遗传因子,是一类在基因组中可自发发生位置转移的DNA序列。转座子编码的转座酶能识别转座子本身特异序列及宿主基因组特异序列,引发转座子序列自身或通过RNA中介插入宿主基因内。玉米中的转座子PiggyBac（PB）转座子来源于鳞翅目昆虫，最初是在研究杆状病毒（Baculovirus）侵袭粉纹夜蛾细胞系TN-368时首次发现并分离到。属于真核生物的第二类转座子，是一个自主因子，长2476bp，有短的末端反向重复序列（ITR）和一个开放编码框（ORF），ITR长13bp，ORF长2.1kb。PB转座子主要采取“cut-paste”机制发生转座。PB系统转座效率高，宿主范围广，较少地依赖于宿主因子即可实现高效转座。PB转座及修复机制将外源基因插入转座子编码转座酶的序列内构成一个转基因载体。再以一个转座酶编码基因完好而破坏被酶识别的序列,从而能产生酶但不能引发自身转座的转座子序列构成一个辅助质粒。两种质粒一起转化,转座酶引发基因载体中携带外源D