克隆“转基因荧光猪”其科研价值

http://www.sciencehuman.com   科学人 网站 2004-07-12

图为：美国密苏里大学最近通过克隆技术培育出四只含有荧光水母基因的小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪


图为：时间研究的转基因鱼——斑马鱼

图为：悠游的奇幻精灵——水母

　　近日，日本静冈县中小家畜实验场宣布，该实验场和北里大学合作，成功克隆出了体内含有水母基因的转基因猪。在用紫外线照射这头刚诞生的转基因克隆猪时，猪蹄等部位会发出荧光。带着好奇，记者专访了我国著名学者、科普专栏作家方舟子博士。

　　任何生物体之间都能够进行转基因，而且，在转基因动物身上也可以再次进行转基因。猪的一些部位能够发荧光，是转基因的结果。

　　报道称，研究人员先在猪的体细胞中植入可合成绿色荧光蛋白质的水母基因，取出细胞核后将其植入猪的未受精卵中，制成胚胎，再植入猪的子宫内。15日，这头转基因克隆猪就诞生了。通过对该猪的DNA(脱氧核糖核酸)进行分析，其身上含有水母基因，从而确认为一头转基因猪。

　　“转基因是一种生物技术，是把一种外源基因转入某个生物体，让它在该生物体体内表达，获得我们需要的基因产物(蛋白质)。”方博士告诉记者。

　　他向记者介绍，耶鲁大学弗兰克－鲁德(Frank Ruddle)教授首先使用了“转基因”这个术语，并在其实验室率先将转基因技术试验成功。1980年，他们把一段人病毒基因植入小鼠中，成功地创造出了转基因小鼠，从那以后转基因小鼠成为分子生物学研究的重要工具。“目前，转基因作物已得到广泛的推广、栽培和使用。在美国市场上，大约60-70%的食品含有转基因成分。有经济价值的转基因动物则还处于实验阶段，未进入市场。”他说。

　　据方博士介绍，任何生物之间都能够进行转基因，在转基因动物身上也可以再次进行转基因。一般来说，经过多次转基因，也不会人为“制造”出新的物种；因为物种并不是由某几个基因所决定的。不过，他同时表示，如果转入的外源基因太多，可能会使动物的正常生理活动受到破坏，难以存活或繁殖，从而导致失败。

　　许多生物都能发光，但参与的蛋白质和发光机制不同。转入该头猪体内的水母基因含有绿色荧光蛋白，这种蛋白在紫外线照射下能被激发。

　　在日本克隆转基因猪的这一实验中，该猪的一些部位在紫外线的照射下，发出了荧光。这是其体内含有水母基因的结果。为什么水母基因能使其产生这一奇妙现象？

　　“水母之所以会发光，是因为其含有一种绿色荧光蛋白。这种蛋白在紫外线的照射下，处于激发状态，能把从紫外线吸收的光子释放出来，发出波长较长的光，即绿光。”方博士告诉记者，有许多种生物都能发光，例如某些细菌、昆虫、腔肠动物，它们能发光与某种蛋白质有关，但是参与的蛋白质和发光机制不太一样。

　　他解释说，萤火虫发光是其体内荧光素酶氧化荧光素导致的。在水母中还有一种被称为水母素的发光蛋白，在环境中有钙离子时就能发出蓝光，水母体内的绿色荧光蛋白在吸收了水母素发出的光后，才发出绿光。“但是人们发现，绿色荧光蛋白的发光并不需要有其他因子的参与，只要用紫外线照射就能使之发光，而且绿色荧光蛋白极其稳定，又没有毒性，所以在生物学研究中应用得最多。”

　　据方博士介绍，1992年，生物学家就将这种绿色荧光蛋白的基因克隆了出来，如果把这种基因转入其他生物体中生产绿色荧光蛋白，其他生物体也会发光。其他的发光蛋白也能被用于转基因，例如转入水母素基因的转基因植物，能够用于研究植物体内的钙离子变化情况。以前，已有许多种能发荧光的转基因动植物，去年甚至有一种转入荧光蛋白基因的斑马鱼作为宠物在市场上销售，是第一种上市的转基因动物。“这种转基因鱼也必须用紫外线照射才能发荧光。”他强调。

　　至于为什么只在荧光猪的蹄子、鼻尖、舌头等部位发出荧光，而不是全身，方博士认为这是由于猪的其他部位被毛发遮盖的缘故。此前，把水母绿色荧光蛋白基因转入猪体已获成功。但该实验将转基因技术与体细胞克隆技术成功结合，能使荧光猪所携的转基因一直遗传下去，具有重大价值。

　　针对日本克隆转基因荧光猪的这一实验，方博士认为，实验本身并没有实用价值，但具有一定的科研价值。“据我所知，日本的这个实验是第一次成功地把转基因技术和体细胞克隆技术结合起来。”他表示。

　　“在此以前，美国、英国科学家也已成功地把水母绿色荧光蛋白基因转入猪体内，让转基因猪发荧光。这一次比较特别的是结合了体细胞克隆技术。”方博士告诉记者，转基因技术能使我们获得含有所需要的基因的转基因动物，体细胞克隆技术则能使这种动物携带的转基因不至于在遗传过程中丢失，而能一直遗传下去，二者的成功结合，有重大的价值。

　　他向记者介绍，以前，已经出现了多种转基因猪，主要用途有三个：一是用转基因猪作为研究某种疾病，特别是心血管疾病的模型。其次，人们一直在研究把猪的器官、组织移植到人身上，通过转基因技术，对猪的器官、组织进行修饰，使之更适宜移植到人体。此外就是通过转基因技术，让猪的血液或乳汁分泌人的某种蛋白质，收集、提纯用做药物。

　　“绿色荧光蛋白起到了标记作用，这表明体细胞克隆技术在猪身上获得了成功。”方博士最后表示，如果以后把绿色荧光蛋白基因换上(或融合上)有实用价值的基因，例如抗病基因或人干扰素基因，就很可能获得有抗病能力的或能生产人干扰素的转基因克隆猪。

　　作者介绍

　　方舟子，1995年获得美国密歇根州立大学生物化学博士学位，之后做过分子遗传学方面的博士后研究。现为自由撰稿人，主持新语丝网站并从事科普等方面的写作，长期为报刊撰写科普专栏，出版过9本著作。（北京科技报）

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