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夏威夷大学科学家培育转基因荧光兔子:注入水母DNA
夏威夷大学科学家培育转基因荧光兔子:注入水母DNA
来源:CBS | 2013/8/18 12:53:22 | 浏览:1411 | 评论:0

夏威夷大学科学家培育转基因荧光兔子:注入水母DNA
夏威夷大学培育的8只小兔中,有两只能够发光

  尽管听上去更像是孩子们的玩具,但一种能在夜间发光的兔子现在真的已经出现了。另外,培育这些兔子的科学家们表示这将有望为未来发展中国家发展经济上可承受的医疗方案提供帮助。

  这项研究是由美国夏威夷大学和两所土耳其大学共同合作完成的,在这项研究中,科学家们将发光水母的DNA注入了兔子的体内,培育出这种能够发光的转基因“荧光兔子”。

  在正常的光照条件下,它们就是毛茸茸的可爱兔子,但是在黑暗环境下,它们的不同之处便显现出来——它们的身体会发出绿色荧光。这是世界上首次培育出转基因的兔子,此前科学家们已经培育出了转基因的老鼠,牛,山羊,鸡,还有猪。

  夏威夷大学科学家史蒂芬·默斯亚迪(Stefan Moisyadi)表示:“因为我从事这样研究工作已经很多年,对我来说转基因的生物几乎就是习以为常之事了。但是这些兔子仍然与众不同,它们的身体在黑暗环境下太亮了,尽管它们的兔毛很厚实,但是当你看着它们的身体你仍然会觉得晃眼。”

  这些兔子是通过人工授精的方式进行培育的。研究人员首先从一只成年母兔体内取出胚胎。随后他们将质粒注入其中。这种做法与默斯亚迪的导师瑞祖·亚纳吉马什(Ryuzo Yanagimachi)教授发展的人类人工受精技术做法相类似。

  亚纳吉马什教授是著名的夏威夷大学生物基因研究所创建者,也是1998年轰动全球的成功小鼠克隆的实施者,同时他也是人工授精领域的研究先驱之一。在早期,人工授精采用的是被动型方式,因为科学家们必须等待精子和卵子结合。后来亚纳吉马什教授改进了这一过程,将其变为主动型,即将精子直接注射进入卵子。现在这项技术已经在全世界得到广泛应用。

  而要想将基因物质从一种物种转移至另一个物种,默斯亚迪教授的做法就是将导师亚纳吉马什教授做法中的精子换成了质粒。质粒又称细胞附殖粒,是附加到细胞中的非细胞的染色体或核区DNA原有的能够自主复制的较小的DNA分子。其内部含有来自水母DNA的酶物质,以及一种被称作“piggyBAC”的工具,后者的作用是转运前面提到的酶物质。按照设计,一旦完成使命,piggyBAC工具便会自动分解。随后卵子就被重新植入母体。以上整个过程持续时间不超过半个小时,但是在母兔完成整个妊娠分娩过程之前,你不知道最后到底会是什么结果。

  事实上,水母的发光基因植入兔子体内并没有什么实际的用途,这样做只不过是为了“显而易见”的告诉科学家们这样的转基因技术是成功可行的。基本上,他们的做法就是等待母兔分娩,然后关掉电灯。如果在黑暗下小兔子在发光,那么他们就成功了。正如默斯亚迪所说:“这只是一个标记,除此之外并没有什么实际价值。”

  尽管这看上去很酷,但是除了让人赏心悦目之外,科学家们还有更重要的事情要做。现在他们已经证明了这种主动转基因技术在兔子身上的可行性,接下来就要考虑其他的可能性了。其中很重要的一个方向就是那些能够合成珍贵药用蛋白质的基因。这些蛋白质或许将存在于牛奶中,随后予以提取。这种转基因技术的应用不会让受试动物获得什么益处,但是关键一点在于,它们也不会因此受到什么伤害。在此过程中真正获益的是那些焦急等待着价格可承受药物的人类患者。

  默斯亚迪教授说:“一旦成功,你就可以以非常便宜的价格和简易的途径大量生产制药所需要的珍贵蛋白质。想象一下那些传统的超洁净制药厂,那将需要巨额的资金投入,而这也将无法避免的造成昂贵的药价。但是在一些国家,比如非洲的乌干达,那里的人们根本无法负担这种药厂生产的药物。而如果只要一些牛奶就可以获得制药最重要的蛋白质,那么这些药物的价格就要便宜得多。”

  也就是说,这些动物实际上为我们省去了投资昂贵的制药厂和实验室,它们就像是一座座生物工厂。默斯亚迪教授解释说:“一旦你成功培育一种转基因物种,它就可以代代相传下去,不断生产大量便宜的用于制药的原材料,从而大大降低药价,造福大量的患者。”

  在2009年,美国联邦食品药品监管局(FDA)批准了新药ATryn上市。这种药物正是用转基因山羊产生的蛋白质物质为原料制成的,用于治疗遗传性抗凝血酵素缺乏症(HD),这是一种罕见的凝血病,在美国的发病率约为每5000人中一例。随后在2006年,欧盟也宣布核准这一新药上市。与此同时,新西兰的科学家们正在利用转基因牛生产的牛奶中提取的特殊蛋白质物质开发新药,用于应对多种机体硬化症的治疗诊治。这些转基因的牛并不会在晚上发光,正如之前所说,这种发光的做法只是为了检验默斯亚迪教授方法的可靠性。不过,来自转基因生物的奶制品和肉制品本身是被严格禁止投放人类食品市场的。其用途被严格限定为仅用于制药领域。

  默斯亚迪教授目前仍然在继续致力于改进其技术方法,希望将其成功率提升至50%以上。在目前的实验技术方法下,其小兔培育实验的成功率大约是25%,在培育的8只小兔中,有两只能够发光。不过这已经是一项非常了不起的成就了,因为相比之下,其它方法的成功率不足5%。

  不过这项实验说起来还只不过是一个小插曲,科学家们现在正在焦急等待世界上第一头转基因绵羊的诞生。就在本月早些时候,科学家们处理了68个绵羊胚胎,其中10个处理成功。但是他们还需要等上4个月时间才能知道结果,而兔子的妊娠期则只要大约1个月。现在整个研究团队都在焦急等待今年11月份第一头小羊羔的诞生。那时,当他们关掉房间电灯的那一刹那,他们就将知道自己的辛勤工作是否获得了回报。

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