2018-2019学年人教版选修三 1.3 基因工程的应用 教案
2018-2019学年人教版选修三  1.3  基因工程的应用 教案第2页

型纤溶酶原激活物),展示了用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。利用动物乳腺生产高价值产

品的方式称为动物乳腺反应器。

为什么要用动物乳腺作为反应器生产高价值的蛋白质产品呢?这是因为动物乳房是一种高度分化的专门化腺体,合成蛋白质的能力非常强,尤其是一些经过长期的遗传改良,专门产奶的乳用动物品种,蛋白质合成能力更是惊人。一头优质奶牛,一年可产奶10 000 kg。即便是一只奶山羊,一年也可产奶2 000 kg。

动物乳腺生物反应器归纳起来有四大优点:①产量高,且易收获目标产品,可以随乳汁分泌而排出动物体外;②目标产品的质量好。动物乳腺组织不仅具有按遗传信息流向合成蛋白质的能力,而且具备一整套对蛋白进行修饰和加工的能力,如糖基化、羧化、磷酸化以及分子组装等,而微生物和植物系统都不具备这种全面的蛋白质后加工能力;③产品成本低;④从奶牛中提取产品,操作比较简单。

正因为利用动物乳腺生物反应器生产高附加值的产品有上述优点,目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已成为一种风险投资产业,受到科学家、商界和医药界的高度重视。目前瞄准的目标医药产品有:①血液蛋白质,如表1-2所示,这些血液蛋白质有巨大的经济效益,其中利用奶牛生产的凝血酶Ⅲ已通过第三期临床实验,即将投放市场。②第二代医用蛋白质,主要有抗体、降钙素、人的生长激素、胰岛素等药物蛋白,乳白蛋白、乳铁蛋白等营养蛋白,疫苗,组织修复物等。③生产"人源化牛奶",即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因,使牛奶变成像人奶的一种基因工程奶。

动物乳腺生物反应器的做法与转基因动物的操作是相同的,只是为了将目标产品在乳汁中形成,需要使用乳腺组织中特异表达的启动子,即在目标产品蛋白质编码框的前面加上乳腺组织中特异表达的启动子等,构建成表达载体后通过注射导入受精卵中,再将其送入母体动物内,发育成动物个体,这个转基因动物就会在奶中产生所需要的目标产品。

2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的?

用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。

不同之处:为了将目标产品在奶中形成,需要使用乳腺组织中特异表达的启动子,要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。

操作过程大致归纳为:获取目的基因(例如血清白蛋白基因)→构建基因表达载体(在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子)→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物(只有在产下的雌性个体中,转入的基因才能表达)。