轉基因牛

2004 年，日美聯手利用基因工程手段培育出對瘋牛病 ( 牛海綿狀腦病， BSE) 具有免疫力的牛，這種轉基因牛不攜帶普里昂蛋白或其他傳染蛋白。 2005 年， Donovan 等將編碼溶葡萄糖球菌酶的基因轉入奶牛基因組中獲得轉基因牛，證明其乳腺中表達的溶葡萄球酶可以有效預防由葡萄球菌引起的乳房炎，轉基因牛葡萄球感染率僅為 14% ，而非轉基因牛對照的感染率達 71% 。 2007 年，同一研究組的 Richt 等通過基因打靶技術將牛的 PRNP 基因雙位點滅活，獲得了存活了 2 年以上的轉基因牛。

2003 年， Brophy 等研究人員提取了 1 頭奶牛的胚胎幹細胞，並在其中加入 2 種額外的基因： β- 酪蛋白和 κ- 酪蛋白，由此培育的轉基因牛所產的奶中 β- 酪蛋白的含量提高了 320% ， κ- 酪蛋白的含量也增加了 1 倍，這兩種酪蛋白也正是乾酪和酸奶製品的主要成分。

轉基因動物乳腺生物反應器是利用動物乳腺特異性啓動子調控原件指導外源基因在乳腺中特異性表達，並從轉基因動物乳腺種獲得重組蛋白。外源基因在乳腺中表達需要乳蛋白基因的一個啓動子和調控原件，即引導泌乳期乳蛋白基因表達的序列 [12] 。應用重組 DNA 技術或轉基因技術將外源基因置於乳腺特異性調控序列控制之下，使之在乳腺中表達，通過回收乳汁獲得表達產物。通常由四類基因調控元件： β- 乳球蛋白 (BLG) 、酪蛋白、乳清酸蛋白 (WAP) 和乳清白蛋白。

1990 年 12 月，荷蘭 Pharming 公司用酪蛋白啓動子與人乳鐵蛋白 (hLF) 的 cDNA 構建了轉基因載體，通過顯微注射法獲得了世界上第一頭名為 Herman 的轉基因公牛，該公牛與非轉基因母牛生產的轉基因後代中， 1/4 後代母牛乳汁中表達了乳鐵蛋白。 2002~2006 年，中國農業大學李寧教授及其科研團隊利用轉基因體細胞可控技術，獲得了轉基因克隆奶牛 49 頭，存活 29 頭。人乳鐵蛋白在轉基因牛乳中平均表達量達到 3.34 g /L ，人 α- 乳清白蛋白表達也達到 1.55 g /L ，人溶菌酶在轉基因牛乳中含量達 1.5 g /L ，這些重組蛋白表達量達到了國際最好水平 [13] 。

動物轉基因技術存在的主要問題是轉基因動物成活率低，轉基因牛的成活率僅為 0.7% 。外源基因在宿主細胞中的整合率很低，而且外源基因的整合位點不可控制，已整合的外源基因很容易從宿主基因中消失，遺傳給後代的概率也較低。儘管存在着這樣那樣的問題，但是十幾年來，轉基因技術的應用不僅使整個生命科學的研究發生了前所未有的深刻變化，而且也給工農業生產和國民經濟發展帶來了不可估量的影響。目前，我國牛基因育種與國際同行相比，存在着過於分散、簡單重複、規模小等問題。大規模現代化研究設施、新技術、新方法已在牛新品種培育及現有品種改良上發揮着越來越重要的作用。因此，我國急需建立一體化的國家牛基因育種中心，為擴大規模發展基因育種提供平台。