熒光豬

2008年1月7日，2頭具有綠色熒光遺傳特徵的小豬在哈爾濱誕生，為即將告別的豬年增添了一抹特別亮麗的顏色。這兩個引起轟動的可愛小豬，是東北農業大學的劉忠華教授主持的轉基因克隆豬課題的研究成果。劉忠華教授將來自的綠色熒光蛋白（Green Fluorescent Protein, GFP）基因注射到母豬的子宮中，在114天之後的2006年12月24日，產下3頭綠色熒光蛋白轉基因克隆豬。經過一年的精心護養，這3頭克隆豬中的一頭在1月7日首先順利地生產11頭小豬，其中6頭公豬，5頭母豬。具有綠色熒光特徵的兩頭小豬分別是一公一母。

任何生物體之間都能夠進行轉基因，而且，在轉基因動物身上也可以再次進行轉基因。豬的一些部位能夠發熒光，是轉基因的結果。

報道稱，研究人員先在豬的體細胞中植入可合成綠色熒光蛋白質的水母基因，取出細胞核後將其植入豬的未受精卵中，製成胚胎，再植入豬的子宮內。15日，這頭轉基因克隆豬就誕生了。通過對該豬的DNA(脱氧核糖核酸)進行分析，其身上含有水母基因，從而確認為一頭轉基因豬。

“轉基因是一種生物技術，是把一種外源基因轉入某個生物體，讓它在該生物體體內表達，獲得我們需要的基因產物(蛋白質)。”

耶魯大學弗蘭克－魯德(Frank Ruddle)教授首先使用了“轉基因”這個術語，並在其實驗室率先將轉基因技術試驗成功。1980年，他們把一段人病毒基因植入小鼠中，成功地創造出了轉基因小鼠，從那以後轉基因小鼠成為分子生物學研究的重要工具。“目前，轉基因作物已得到廣泛的推廣、栽培和使用。在美國市場上，大約60-70%的食品含有轉基因成分。有經濟價值的轉基因動物則還處於實驗階段，未進入市場。”

任何生物之間都能夠進行轉基因，在轉基因動物身上也可以再次進行轉基因。一般來説，經過多次轉基因，也不會人為“製造”出新的物種；因為物種並不是由某幾個基因所決定的。不過，如果轉入的外源基因太多，可能會使動物的正常生理活動受到破壞，難以存活或繁殖，從而導致失敗。

許多生物都能發光，但參與的蛋白質和發光機制不同。轉入該頭豬體內的水母基因含有綠色熒光蛋白，這種蛋白在紫外線照射下能被激發。

在日本克隆轉基因豬的這一實驗中，該豬的一些部位在紫外線的照射下，發出了熒光。這是其體內含有水母基因的結果。

克隆轉基因熒光豬的實驗本身並沒有實用價值，但具有一定的科研價值。由於綠色熒光蛋白起到的標記作用，克隆轉基因熒光豬的實驗表明體細胞克隆技術在豬身上獲得了成功。熒光豬試驗的成功，標誌着一個國家通過體細胞核移植技術生產轉基因豬的發展水平。

“水母之所以會發光，是因為其含有一種綠色熒光蛋白。這種蛋白在紫外線的照射下，處於激發狀態，能把從紫外線吸收的光子釋放出來，發出波長較長的光，即綠光。”

有許多種生物都能發光，例如某些細菌、昆蟲、腔腸動物，它們能發光與某種蛋白質有關，但是參與的蛋白質和發光機制不太一樣。 例如，螢火蟲發光是其體內熒光素酶氧化熒光素導致的。在水母中還有一種被稱為水母素的發光蛋白，在環境中有鈣離子時就能發出藍光，水母體內的綠色熒光蛋白在吸收了水母素髮出的光後，才發出綠光。“但是人們發現，綠色熒光蛋白的發光並不需要有其他因子的參與，只要用紫外線照射就能使之發光，而且綠色熒光蛋白極其穩定，又沒有毒性，所以在生物學研究中應用得最多。”

1992年，生物學家就將這種綠色熒光蛋白的基因克隆了出來，如果把這種基因轉入其他生物體中生產綠色熒光蛋白，其他生物體也會發光。其他的發光蛋白也能被用於轉基因，例如轉入水母素基因的轉基因植物，能夠用於研究植物體內的鈣離子變化情況。以前，已有許多種能發熒光的轉基因動植物，甚至有一種轉入熒光蛋白基因的斑馬魚作為寵物在市場上銷售，是第一種上市的轉基因動物。“這種轉基因魚也必須用紫外線照射才能發熒光。”

至於為什麼只在熒光豬的蹄子、鼻尖、舌頭等部位發出熒光，而不是全身，這是由於豬的其他部位被毛髮遮蓋的緣故。此前，把水母綠色熒光蛋白基因轉入豬體已獲成功。但該實驗將轉基因技術與體細胞克隆技術成功結合，能使熒光豬所攜的轉基因一直遺傳下去，具有重大價值。

日本是第一次成功地把轉基因技術和體細胞克隆技術結合起來的國家。

“在此以前，美國、英國科學家也已成功地把水母綠色熒光蛋白基因轉入豬體內，讓轉基因豬發熒光。這一次比較特別的是結合了體細胞克隆技術。”轉基因技術能使我們獲得含有所需要的基因的轉基因動物，體細胞克隆技術則能使這種動物攜帶的轉基因不至於在遺傳過程中丟失，而能一直遺傳下去，二者的成功結合，有重大的價值。

以前出現的多種轉基因豬，主要用途有三個：一是用轉基因豬作為研究某種疾病，特別是心血管疾病的模型。其次，人們一直在研究把豬的器官、組織移植到人身上，通過轉基因技術，對豬的器官、組織進行修飾，使之更適宜移植到人體。此外就是通過轉基因技術，讓豬的血液或乳汁分泌人的某種蛋白質，收集、提純用做藥物。

如果把綠色熒光蛋白基因換上(或融合上)有實用價值的基因，例如抗病基因或人干擾素基因，就很可能獲得有抗病能力的或能生產人干擾素的轉基因克隆豬。

美國、韓國、日本、中國四個國家都已經成功通過體細胞核移植方式生產出了綠色熒光蛋白轉基因克隆豬。

2006年12月24日，由中國東北農業大學劉忠華教授主持的轉基因克隆豬課題獲得成功。3頭綠色熒光蛋白轉基因克隆豬在種豬場自然分娩產出，這種轉入綠色熒光蛋白基因的轉基因克隆豬在紫外光源激發下，口舌、鼻以及四蹄可以觀察到明顯的綠色熒光，驗證了轉基因的成功。這是繼美國、韓國、日本之後第四例成功通過體細胞核移植方式生產出的綠色熒光蛋白轉基因克隆豬。