基因工程应用课件.ppt

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1、关于基因工程应用现在学习的是第1页，共85页第一节第一节 基因工程药物基因工程药物 基因工程激素类药物基因工程激素类药物 基因工程细胞因子类药物基因工程细胞因子类药物 基因工程抗体基因工程抗体 基因工程受体基因工程受体 基因工程疫苗基因工程疫苗现在学习的是第2页，共85页基因工程激素类药物 激素是生物体内分泌腺或特异细胞产生的激素是生物体内分泌腺或特异细胞产生的微量有机化合物，能引起特殊的生理效应。微量有机化合物，能引起特殊的生理效应。多肽蛋白激素、甾醇类激素、脂肪类激素。多肽蛋白激素、甾醇类激素、脂肪类激素。通过基因工程方法合成的为蛋白多肽类激通过基因工程方法合成的为蛋白多肽类激素素 胰岛素

2、胰岛素 人生长激素人生长激素 人促卵泡激素人促卵泡激素现在学习的是第3页，共85页胰岛素胰岛素 u1955 Sanger 首次报道胰岛素的首次报道胰岛素的aa序列序列u1969 Crowfoot-Hodgkin等确定其空间结构等确定其空间结构u1979 Rutter W和和Doodman H克隆了该基因克隆了该基因u1982 FDA批准基因工程胰岛素产品上市批准基因工程胰岛素产品上市获得途径获得途径1、先发酵生成胰岛素原，再将其转变为胰岛素、先发酵生成胰岛素原，再将其转变为胰岛素2、分开发酵生成胰岛素的、分开发酵生成胰岛素的A和和B链，重组产生完整链，重组产生完整的胰岛素的胰岛素现在学习的是第

3、4页，共85页人生长激素人生长激素刺激骨生长，促进黏多糖和胶原的合成刺激骨生长，促进黏多糖和胶原的合成影响蛋白质、糖类、脂类的代谢影响蛋白质、糖类、脂类的代谢1944 牛脑垂体分离出生长激素牛脑垂体分离出生长激素1956 人脑垂体分离出生长激素人脑垂体分离出生长激素1969 确定其确定其aa序列序列1985 FDA批准第一代重组人生长激素上市批准第一代重组人生长激素上市（E.coli中表达，中表达，N端多一个甲硫氨基残基）端多一个甲硫氨基残基）现在现在 第二代重组人生长激素生产（分泌蛋白形式表达第二代重组人生长激素生产（分泌蛋白形式表达，与天然蛋白一致），与天然蛋白一致）现在学习的是第5页，共

4、85页基因工程细胞因子类药物 细胞分泌的调节生物有机体生理功能，参与细细胞分泌的调节生物有机体生理功能，参与细胞增殖、分化、和凋亡的小分子多肽类物质胞增殖、分化、和凋亡的小分子多肽类物质 干扰素干扰素、集落刺激因子（如红细胞生成素）、集落刺激因子（如红细胞生成素）、白介素白介素、肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子、趋化因子、趋化因子、生长因子生长因子 天然提取物少，价格昂贵，不能满足市场需求天然提取物少，价格昂贵，不能满足市场需求现在学习的是第6页，共85页干扰素干扰素u1986 FDA批准基因工程干扰素批准基因工程干扰素2a2a和和2b2b上市上市u19901990和和19931993干扰素干扰素和和

5、上市上市u1992 1992 中国生产中国生产1b1b临床应用临床应用u抗病毒感染，调控细胞生长，抗病毒感染，调控细胞生长，调节免疫细调节免疫细胞发挥生理效应胞发挥生理效应现在学习的是第7页，共85页基因工程人干扰素基因工程人干扰素-2b（安达芬）（安达芬）是我国第一是我国第一个国产化基因工程人干扰素个国产化基因工程人干扰素-2b现在学习的是第8页，共85页u1988 瑞士瑞士Cilag公司的基因工程公司的基因工程红细胞生红细胞生成素成素上市上市 治疗（非）肾功能衰退导致的贫血治疗（非）肾功能衰退导致的贫血u人表皮生长因子人表皮生长因子基因工程产品美国上市基因工程产品美国上市 治疗外伤治疗外伤

6、 溃疡溃疡 烧伤等烧伤等u目前已有多种基因工程目前已有多种基因工程白介素白介素产品上市或产品上市或进入临床试验进入临床试验 抗肿瘤抗肿瘤 抗感染中发挥重要功能抗感染中发挥重要功能现在学习的是第9页，共85页u抗体：在特异性抗原物质刺激下产生的，抗体：在特异性抗原物质刺激下产生的，能与相应抗原发生特异性免疫反应的蛋白能与相应抗原发生特异性免疫反应的蛋白质分子质分子u抗体临床应用：抗肿瘤，抗感染，防止器抗体临床应用：抗肿瘤，抗感染，防止器官移植中的排斥反应，抗血栓形成和解毒官移植中的排斥反应，抗血栓形成和解毒等等u主要有：主要有：鼠源单克隆基因工程抗体，鼠源单克隆基因工程抗体，小分子抗体，小分子抗

7、体，人源单克隆基因工程抗体人源单克隆基因工程抗体基因工程抗体现在学习的是第10页，共85页u受体：指细胞表面与各种配体如抗体等进受体：指细胞表面与各种配体如抗体等进行特异性结合的大分子物质，它一般为糖行特异性结合的大分子物质，它一般为糖蛋白蛋白u功能：接受并传递信号功能：接受并传递信号u治疗上受体一般为可溶性的治疗上受体一般为可溶性的u主要有：主要有：基因工程肿瘤坏死因子受体基因工程肿瘤坏死因子受体 免疫球蛋白免疫球蛋白Fc受体受体 抗原受体抗原受体 补体受体补体受体基因工程受体现在学习的是第11页，共85页 疫苗：泛指所有用于人工自动免疫的预防生疫苗：泛指所有用于人工自动免疫的预防生物制品。

8、人体经预防接种后所获得的免疫物制品。人体经预防接种后所获得的免疫叫做人工自动免疫。叫做人工自动免疫。目前使用的疫苗对人体带来某些副作用甚至产生后目前使用的疫苗对人体带来某些副作用甚至产生后遗症遗症基因工程疫苗则有可能将疫苗对人体的副作用或毒基因工程疫苗则有可能将疫苗对人体的副作用或毒害作用降至最低程度害作用降至最低程度基因工程疫苗现在学习的是第12页，共85页痢疾菌疫苗痢疾菌疫苗 通过通过DNA重组技术将痢疾杆菌表重组技术将痢疾杆菌表面面LPS-O抗原基因转移到痢疾菌抗原基因转移到痢疾菌苗苗T32中，获得了双价免疫原性的中，获得了双价免疫原性的痢疾菌，同时对痢疾菌毒力基因痢疾菌，同时对痢疾菌毒

9、力基因进行突变构建了减毒突变株进行突变构建了减毒突变株 优点：优点：具有较高的免疫活性，而且降低具有较高的免疫活性，而且降低了对人体的毒害作用了对人体的毒害作用细菌疫苗细菌疫苗现在学习的是第13页，共85页霍乱毒素由霍乱毒素由A和和B两亚单位组成两亚单位组成 A亚单位为毒力活性成分亚单位为毒力活性成分 B亚单位具有强的免疫原性亚单位具有强的免疫原性基因工程霍乱菌苗为通过基因工程方法删除基因工程霍乱菌苗为通过基因工程方法删除A亚单位的亚单位的减毒株减毒株优点：无明显副作用，保护期较长优点：无明显副作用，保护期较长 霍乱菌疫苗霍乱菌疫苗现在学习的是第14页，共85页u结核病的活菌苗主要为卡介苗，存

10、活时间结核病的活菌苗主要为卡介苗，存活时间长，并安全可靠。长，并安全可靠。u以卡介苗为载体构建重组疫苗在机体内可以卡介苗为载体构建重组疫苗在机体内可诱发强的持续免疫应答反应。诱发强的持续免疫应答反应。结核菌疫苗结核菌疫苗现在学习的是第15页，共85页伤寒菌疫苗伤寒菌疫苗u通过基因工程方法可构建营养缺陷型减毒通过基因工程方法可构建营养缺陷型减毒突变株突变株u优点：优点：可以增加免疫活性可以增加免疫活性 还可以减少免疫次数还可以减少免疫次数 现在学习的是第16页，共85页病毒疫苗病毒疫苗基因工程亚单位疫苗基因工程亚单位疫苗 基因工程表达具有抗原活性的病毒蛋白质制成的疫苗基因工程表达具有抗原活性的病

11、毒蛋白质制成的疫苗基因工程载体疫苗基因工程载体疫苗 将抗原基因重组到载体微生物中，使其表达出相应保护将抗原基因重组到载体微生物中，使其表达出相应保护性抗原后而制成的疫苗性抗原后而制成的疫苗基因缺失活疫苗基因缺失活疫苗 将病毒疫苗的毒性基因进行定点诱变，使其失活。将病毒疫苗的毒性基因进行定点诱变，使其失活。现在学习的是第17页，共85页核酸疫苗核酸疫苗u DNA直接注射小鼠肌肉可引起免疫应答直接注射小鼠肌肉可引起免疫应答u 核酸作为疫苗具有独特的优点：核酸作为疫苗具有独特的优点：针对特异表位的杀伤性针对特异表位的杀伤性T细胞细胞 扩大抗原的免疫原性扩大抗原的免疫原性 清除病毒感染细胞和肿瘤细胞清

12、除病毒感染细胞和肿瘤细胞 现在学习的是第18页，共85页 1976年，年，27岁的风险投资人岁的风险投资人Robert Swanson与与University of California的教的教授授Herb Boyer共饮了几杯啤酒，讨论了基共饮了几杯啤酒，讨论了基因工程技术的商业前景。讨论结束时，他们因工程技术的商业前景。讨论结束时，他们决定建立一个公司，并取名为决定建立一个公司，并取名为Genentech（Genetic Engineering Technology）。）。第一个基因工程公司在学术界和商业界的满第一个基因工程公司在学术界和商业界的满腹怀疑中诞生了！腹怀疑中诞生了！现在学习的

13、是第19页，共85页1976Genentech创立创立1977首次在微生物里生产了人蛋白生长激素抑制素首次在微生物里生产了人蛋白生长激素抑制素1978克隆了人胰岛素基因克隆了人胰岛素基因1979克隆了人生长激素素基因克隆了人生长激素素基因1980公司上市，募集公司上市，募集$35million1982第一个基因重组药（人胰岛素）上市（转让给第一个基因重组药（人胰岛素）上市（转让给Lilly公司）公司）1984第一个第一个VIII因子，转让给因子，转让给Cutter Biological1985第一个自己生产的产品（人生长激素）第一个自己生产的产品（人生长激素）1987生产组织纤溶酶原激活剂（生

14、产组织纤溶酶原激活剂（TPA）1990生产生产interferon 1 1990与瑞士与瑞士Roche医药公司合并（医药公司合并（$2.1billion）现在学习的是第20页，共85页中文名称中文名称 商品名称商品名称英文名缩写英文名缩写开发公司开发公司胰岛素胰岛素Humulin Novolin HumalogInsulin lispoinsulinLilly Novo Nordisk Lilly人生长激素人生长激素Protropin Humatrope NutropinAQrhuGHGenentech Lilly Genentech干扰素干扰素IntronA ReferonA Avonix

15、Betaseron Actimmune Alferon-NrhuIFNa2b rhuIFNa2a rhuIFN rhuIFN 1b rhuIFN 1b rhuIFNa3Schering Roche Biogen Chiron Genentech Interferon Science现在学习的是第21页，共85页白细胞介素白细胞介素2 ProleukinrhuIL2Chiron粒细胞集落刺粒细胞集落刺激因子激因子NeupogenrhuG-CSFAmgen粒细胞巨噬细胞粒细胞巨噬细胞集落刺激因子集落刺激因子LeukinerhuGM-GSFImmunex红细胞生成素红细胞生成素Epogen Proc

16、ritrhuEPO Amgen Ortho组织溶纤原激组织溶纤原激活剂活剂ActivaserhuTPAGenentech生长激素生长激素SerostinsomatotropinSerono促生长素促生长素Nutropin Saizen Genotropin Norditropin Bio-TropinsomatopinGenentech Serono Pharma/Upjohn Novo Nordisk Biotech General现在学习的是第22页，共85页抗血友病因子抗血友病因子VIIIVIII Kogenate RecombinateFactor VIIIBayer Baxter葡萄

17、脑苷脂酶葡萄脑苷脂酶CerezymeglucocerebrosidaseGenzyml脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸酶酶PulmozymedomaseGenentech乙型肝炎疫苗乙型肝炎疫苗RecombivaxHB Engerix B ComraxHepatitis B vaccineMerck Smith Kline Merck甲型肝炎疫苗甲型肝炎疫苗HavrixHepatitis B vaccineSmith Kline现在学习的是第23页，共85页体内体内用单用单克隆克隆抗体抗体 Reopro Ortho OKT-3 Onco Scint CR/OV Onco Scint OC103 Onc

18、o Scint CR103 ProstascintMAB,blood clots MAB,Kidney sup MAB,diag injectCentocor Ortho Biotech Cytogen Cytogen Cytogen Cytogen鼠单克鼠单克隆抗体隆抗体PanorexMurine MABGlaxo Welcome现在学习的是第24页，共85页药品名缩写药品名缩写 开发生产公司开发生产公司批准时间批准时间 适应症适应症rhuINFa1b(外用）外用）rhuINFa1b rhuINFa2a长春生研所长春生研所 上海生研所上海生研所 深圳兴科深圳兴科 长春生研所长春生研所 长生药

19、业长生药业 三生药业三生药业1989试试 1996正正 1996正正 1996正正 1997正正 1997正正病毒性角膜炎病毒性角膜炎 HBV,HCV HBV,HCV 尖锐湿疣，疱疹等尖锐湿疣，疱疹等 HBV,HCV HBV,HCVrhuIFNa2b新大洲药业新大洲药业 里亚哈尔里亚哈尔 华立达华立达 安科安科 华新华新1997正正 1996正正 1997正正 1997试试1997试试HBV,HCV HBV,HCV HBV,HCV HBV,HCV HBV,HCV现在学习的是第25页，共85页rhuINF 上海生研所上海生研所 克隆克隆 丽珠生物工程丽珠生物工程1994试试 1995试试 199

20、5试试类风湿类风湿 类风湿类风湿 类风湿类风湿rhuIL2长春生研所长春生研所 长春药业长春药业 四环制药四环制药 华新华新 三生药业三生药业 深圳兴科深圳兴科 中华合通中华合通 金丝利金丝利 康利制药康利制药1997正正 1997正正 1997正正 1997正正 1997正正 1997正正 1995试试 1995试试 1995试试癌辅助治疗癌辅助治疗 癌辅助治疗癌辅助治疗 癌辅助治疗癌辅助治疗 癌辅助治疗癌辅助治疗 癌辅助治疗癌辅助治疗 癌辅助治疗癌辅助治疗 癌辅助治疗癌辅助治疗 癌辅助治疗癌辅助治疗 癌辅助治疗癌辅助治疗现在学习的是第26页，共85页rhuG-CSF 九源九源1997试试化

21、疗生白血病化疗生白血病rhuGM-CSF特宝特宝1997试试化疗生白血病化疗生白血病rSK医大实业医大实业1996试试心梗溶栓心梗溶栓rhuEPO华欣华欣 永铭维沃永铭维沃1997试试 1997试试再生障碍性贫血再生障碍性贫血 再生障碍性贫血再生障碍性贫血bFGF（外用）（外用）珠海东大珠海东大1996试试创伤，烧伤创伤，烧伤现在学习的是第27页，共85页第二节第二节 转基因植物转基因植物 抗病虫害转基因植物抗病虫害转基因植物 抗逆转基因植物抗逆转基因植物 药用转基因药用转基因 转基因植物食品转基因植物食品 其它其它现在学习的是第28页，共85页抗病虫害转基因植物抗病虫害转基因植物 130kD

22、a-内毒素蛋白：内毒素蛋白：cryI,cryII,cryIII,cryIV -内毒素蛋白进入昆虫中肠，在消化酶的作用下内毒素蛋白进入昆虫中肠，在消化酶的作用下将原毒素降解为将原毒素降解为60kDa的有毒多肽并结合上皮细的有毒多肽并结合上皮细胞的特异受体，导致细胞膜穿孔、细胞肿胀裂解胞的特异受体，导致细胞膜穿孔、细胞肿胀裂解，最后细胞死亡。，最后细胞死亡。苏云金杆菌毒素（苏云金杆菌毒素（BT）现在学习的是第29页，共85页植物凝集素植物凝集素 是一种糖蛋白或结合糖的蛋白质。当昆虫是一种糖蛋白或结合糖的蛋白质。当昆虫吸取含凝集素的食物后，凝集素与昆虫肠吸取含凝集素的食物后，凝集素与昆虫肠道的糖配体

23、结合，从而影响营养物质的吸道的糖配体结合，从而影响营养物质的吸收。收。雪花莲凝集素基因雪花莲凝集素基因 豌豆凝集素基因豌豆凝集素基因 麦胚凝集素基因麦胚凝集素基因现在学习的是第30页，共85页蛋白酶抑制剂蛋白酶抑制剂 蛋白酶抑制剂能与昆虫消化道的蛋白消化蛋白酶抑制剂能与昆虫消化道的蛋白消化酶结合，形成酶抑制剂复合物，从而阻酶结合，形成酶抑制剂复合物，从而阻断或降低蛋白酶对外源蛋白的水解，导致断或降低蛋白酶对外源蛋白的水解，导致外源蛋白不能被正常消化，引起昆虫厌食外源蛋白不能被正常消化，引起昆虫厌食反应。反应。丝氨酸蛋白酶抑制剂丝氨酸蛋白酶抑制剂 琉基蛋白酶抑制剂琉基蛋白酶抑制剂 金属蛋白酶抑制

24、剂金属蛋白酶抑制剂现在学习的是第31页，共85页淀粉酶抑制剂淀粉酶抑制剂 淀粉酶抑制剂能抑制昆虫消化道淀淀粉酶抑制剂能抑制昆虫消化道淀粉酶的活性，使昆虫吸入的淀粉无法消化，粉酶的活性，使昆虫吸入的淀粉无法消化，从而阻断昆虫的能量来源，导致昆虫发育从而阻断昆虫的能量来源，导致昆虫发育不正常而死亡。不正常而死亡。现在学习的是第32页，共85页转基因水稻转基因水稻抗稻纵卷叶螟抗稻纵卷叶螟现在学习的是第33页，共85页转基因转基因抗虫棉花抗虫棉花现在学习的是第34页，共85页抗病毒转基因植物病毒外壳蛋白转基因植物病毒外壳蛋白转基因植物病毒复制酶转基因植物病毒复制酶转基因植物移动蛋白转基因植物移动蛋白转

25、基因植物核糖体失活蛋白转基因植物核糖体失活蛋白转基因植物病毒卫星病毒卫星RNA转基因植物转基因植物利用植物自身编码的抗病毒基因培育抗病毒植物利用植物自身编码的抗病毒基因培育抗病毒植物现在学习的是第35页，共85页转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒在番茄、黄瓜、南瓜和甜椒等植物中已经成功具有抗病在番茄、黄瓜、南瓜和甜椒等植物中已经成功具有抗病性性现在学习的是第36页，共85页 超级南瓜超级南瓜现在学习的是第37页，共85页抗真菌转基因植物几丁质酶转基因植物几丁质酶转基因植物植物抗毒素转基因植物植物抗毒素转基因植物机械防护和生物学保护机械防护和生物学保护现在学习的是第38页，共85页

26、抗逆转基因植物抗盐转基因植物抗盐转基因植物抗旱转基因植物抗旱转基因植物抗冻转基因植物抗冻转基因植物抗除草剂转基因植物抗除草剂转基因植物现在学习的是第39页，共85页科学家发现科学家发现极地的鱼体极地的鱼体内有一些内有一些特特殊蛋白殊蛋白可以抑制冰晶的增长可以抑制冰晶的增长,从而从而免受低温的冻害免受低温的冻害,正常地生活在正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼体内分离出来因从鱼体内分离出来,导入植物体导入植物体获得转基因植物获得转基因植物,目前这种基因已目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。被转入番茄和黄瓜中。极地乌贼现在学习的是第40页，共85页转鱼抗寒基

27、因的番茄转鱼抗寒基因的番茄现在学习的是第41页，共85页 化学除草剂在现代农业化学除草剂在现代农业中起着十分重要的作用。中起着十分重要的作用。理想的除草剂必须具有理想的除草剂必须具有高效、广谱的杀草能力高效、广谱的杀草能力,且对作物及人畜无害且对作物及人畜无害,在土壤中的残留短在土壤中的残留短,成成本不高。但现在要开发本不高。但现在要开发出出1 1种新的符合上述要种新的符合上述要求的除草剂的成本越来求的除草剂的成本越来越高越高,选择的机率也在选择的机率也在明显降低。明显降低。现在学习的是第42页，共85页抗除草剂大豆转基因大豆抗除草剂大豆转基因大豆已获得抗除草剂的转基因烟草、番茄、马铃薯、棉花

28、、油菜、大豆和水稻等作物。已获得抗除草剂的转基因烟草、番茄、马铃薯、棉花、油菜、大豆和水稻等作物。现在学习的是第43页，共85页药用转基因植物药用转基因植物转基因植物表达抗体转基因植物表达抗体转基因植物表达疫苗转基因植物表达疫苗利用转基因植物为生物反应器利用转基因植物为生物反应器生产蛋白类药物和疫苗生产蛋白类药物和疫苗现在学习的是第44页，共85页转基因植物食品转基因植物食品提高作物产量提高作物产量改良作物品质改良作物品质人们越来越关注食物的口味、口感和营养价值人们越来越关注食物的口味、口感和营养价值现在学习的是第45页，共85页 在在蛋白质改良蛋白质改良方面方面,由于特定作物种子中由于特定作

29、物种子中往往缺少某几种必需氨基酸往往缺少某几种必需氨基酸,人们的注意人们的注意力集中于通过基因工程改变蛋白质的必需力集中于通过基因工程改变蛋白质的必需氨基酸的组成来改善植物的营养价值。氨基酸的组成来改善植物的营养价值。美国国际植物研究所的科学家们从大豆中美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因获取蛋白质合成基因,成功地导入到马铃成功地导入到马铃薯中薯中,培育出高蛋白马铃薯品种培育出高蛋白马铃薯品种,其蛋白其蛋白质含量接近大豆质含量接近大豆,营养价值大大提高营养价值大大提高,受受到农场主及消费者的普遍欢迎。到农场主及消费者的普遍欢迎。现在学习的是第46页，共85页 转基因小麦转基因

30、小麦 从植物体中分离出合成从植物体中分离出合成赖氨酸的基因，把这基因转赖氨酸的基因，把这基因转入小麦植株中入小麦植株中赖氨酸含量高，赖氨酸含量高，营养价值高。营养价值高。现在学习的是第47页，共85页 转基因油菜转基因油菜 油菜是人们食用油的主要来源之一。一般油菜籽的含油量约为40左右。通过转基因技术，培育出来的油菜籽，可以大大地提高它的出油率。而且油的纯度质量更好。现在学习的是第48页，共85页 玉米是主要粮食之一，又可以提炼油脂，也可玉米是主要粮食之一，又可以提炼油脂，也可以用作食品和工业的原料以及作饲料，浑身是宝。以用作食品和工业的原料以及作饲料，浑身是宝。人们称它是含金的植物。如今培育

31、出转基因玉米，人们称它是含金的植物。如今培育出转基因玉米，品质更好，产量更高。品质更好，产量更高。转基因玉米转基因玉米 现在学习的是第49页，共85页其它转基因植物其它转基因植物1.抗早衰转基因植物抗早衰转基因植物2.改变花色、花型的转基因植物改变花色、花型的转基因植物3.利用转基因植物生产可降解塑料利用转基因植物生产可降解塑料转基因蓝玫瑰转基因蓝玫瑰 现在学习的是第50页，共85页 4.提高植物的光合作用效率提高植物的光合作用效率（1）提高）提高CO2的固定率的固定率 改变与光合作用有关的酶的结构和组成（如二磷酸核酮改变与光合作用有关的酶的结构和组成（如二磷酸核酮糖羧化酶）。糖羧化酶）。（2

32、）提高光能吸收率和转化率）提高光能吸收率和转化率 改变光能交换系统的分子的基因结构。改变光能交换系统的分子的基因结构。5.提高豆科植物的固氮效率提高豆科植物的固氮效率 是农业生物技术的主要内容。是农业生物技术的主要内容。现在学习的是第51页，共85页2007年全球转基因作物各国家种植面积（单位：百万公顷）年全球转基因作物各国家种植面积（单位：百万公顷）现在学习的是第52页，共85页转基因植物转基因植物 特性特性申请单位申请单位获批准数获批准数马铃薯马铃薯抗病毒抗病毒中科院中科院4抗病抗病中国农科院中国农科院1抗逆抗逆北京大学北京大学1高营养品质高营养品质北京大学北京大学1水稻水稻抗虫抗虫中科院

33、中科院1抗病毒抗病毒北京大学北京大学2抗病抗病农科院农科院2抗除草剂抗除草剂水稻所水稻所1现在学习的是第53页，共85页棉花棉花 抗虫抗虫中科院中科院 农科院农科院 美国孟山都公司美国孟山都公司9玉米玉米抗虫抗虫美国孟山都公司等美国孟山都公司等3大豆大豆抗除草剂抗除草剂农科院农科院1小麦小麦抗除草剂抗除草剂北京农林科学院北京农林科学院1高营养品质高营养品质北京农林科学院北京农林科学院1番茄番茄抗病抗病北京大学北京大学1耐储存耐储存中科院中科院 华中农大华中农大3 甜椒甜椒抗病抗病北京大学北京大学1现在学习的是第54页，共85页 辣椒辣椒 抗病毒抗病毒中科院中科院1烟草烟草抗病毒抗病毒北京大学北

34、京大学2抗虫抗虫中科院中科院 北京大学北京大学2番木瓜番木瓜抗病毒抗病毒中国热带作物中国热带作物1广藿香广藿香抗病抗病农业科学学院农业科学学院1矮牵牛矮牵牛改变花色改变花色北京大学北京大学1杨树杨树抗虫抗虫中科院中科院1微生物微生物提高固氮效率提高固氮效率中科院中科院 农科院农科院 华中农大华中农大 广东微生物所广东微生物所6现在学习的是第55页，共85页第三节第三节 转基因动物转基因动物 利用转基因动物改良动物品种利用转基因动物改良动物品种 转基因动物作为生物反应器转基因动物作为生物反应器 转基因动物筛选药物转基因动物筛选药物 转基因动物应用于人体器官移植转基因动物应用于人体器官移植转基因动

35、物是将外源基因导入动物细胞内，通过与转基因动物是将外源基因导入动物细胞内，通过与染色体整合，将生物性状遗传给后代动物。染色体整合，将生物性状遗传给后代动物。现在学习的是第56页，共85页荧光水母基因的小猪荧光水母基因的小猪转基因小猴转基因小猴无胆固醇小鼠无胆固醇小鼠转基因荧光鱼转基因荧光鱼转基因蝴蝶转基因蝴蝶现在学习的是第57页，共85页利用转基因动物改良动物品种提高动物的繁育速度提高动物的繁育速度改良动物品质改良动物品质培育抗病害动物品系培育抗病害动物品系现在学习的是第58页，共85页生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国中国)现在学习的是第59页，共

36、85页 英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊，其乳汁中含有英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊，其乳汁中含有抗抗胰蛋白酶胰蛋白酶，可治疗肺气肿病。这种病在北美比较常见，病人，可治疗肺气肿病。这种病在北美比较常见，病人以前只能依赖于注射人的以前只能依赖于注射人的抗胰蛋白酶做替代疗法，抗胰蛋白酶做替代疗法，价格昂价格昂贵，而现在用转基因羊来生产，每升这种羊奶可售贵，而现在用转基因羊来生产，每升这种羊奶可售6000美元。美元。转基因动物作为生物反应器现在学习的是第60页，共85页 1998年初，上海医学遗传研究所中国科学年初，上海医学遗传研究所中国科学家已经获得家已经获得5只转基因山羊。其中一只奶只转基

37、因山羊。其中一只奶山羊的乳汁中，含有堪称血友病人救星的山羊的乳汁中，含有堪称血友病人救星的药物蛋白药物蛋白有活性的有活性的人凝血九因子人凝血九因子现在学习的是第61页，共85页 如荷兰的如荷兰的GenPharm公司用转基因公司用转基因牛生产牛生产乳铁蛋乳铁蛋白白，预计每年，预计每年从牛奶生产出从牛奶生产出来营养奶粉的来营养奶粉的销售额是销售额是50亿亿美元。美元。现在学习的是第62页，共85页乳汁中含有乳汁中含有人生长激素人生长激素的转基因牛的转基因牛(阿根廷阿根廷)现在学习的是第63页，共85页转基因动物筛选药物利用转基因动物筛选抗肿瘤药物利用转基因动物筛选抗肿瘤药物利用转基因动物筛选抗艾滋

38、病病毒药物利用转基因动物筛选抗艾滋病病毒药物转基因动物用于筛选抗其他疾病药物转基因动物用于筛选抗其他疾病药物 利用转基因技术建立敏感动物品系和产利用转基因技术建立敏感动物品系和产生与人类相同疾病的动物模型来进行药生与人类相同疾病的动物模型来进行药物筛选。物筛选。现在学习的是第64页，共85页转基因动物应用于人体器官移植异种器官移植导致免疫排斥反应异种器官移植导致免疫排斥反应 通过免疫排斥相关基因转基因猪的建立，对通过免疫排斥相关基因转基因猪的建立，对猪的器官进行改造，降低或消除对人体的免猪的器官进行改造，降低或消除对人体的免疫排斥反应，最终应用于人体的器官移植疫排斥反应，最终应用于人体的器官移

39、植现在学习的是第65页，共85页导入导入人基因人基因具特殊用途的猪和小鼠具特殊用途的猪和小鼠现在学习的是第66页，共85页包括三大类：包括三大类：第一类是正常基因第一类是正常基因第二类是反义基因第二类是反义基因第三类是自杀基因第三类是自杀基因 基因治疗是以正常的基因替代或修补病人细胞中的缺陷基基因治疗是以正常的基因替代或修补病人细胞中的缺陷基因从而达到治疗疾病的目的因从而达到治疗疾病的目的第四节第四节 基因治疗基因治疗现在学习的是第67页，共85页 肿瘤病的基因治疗肿瘤病的基因治疗 分子遗传病的基因治疗分子遗传病的基因治疗 心血管的基因治疗心血管的基因治疗 艾滋病的基因治疗艾滋病的基因治疗现在

40、学习的是第68页，共85页腺苷脱氨酶腺苷脱氨酶(ADA)缺乏的缺乏的严重联合免疫缺陷严重联合免疫缺陷(SCID)病因病因:淋巴细胞缺乏ADA酶 腺苷、dATP堆积 破坏免疫功能 患儿很少活到成年n第一个基因临床治疗的方案第一个基因临床治疗的方案(1990.9.14,NIH)n治疗策略：n淋巴细胞ADA酶 恢复至正常水平的 5%-10%维持免疫系统功能 改善病人症状现在学习的是第69页，共85页现在学习的是第70页，共85页治疗基本步骤治疗基本步骤ADA基因+逆转录病毒载体导入患者淋巴细胞体外扩增回输病人体内淋巴细胞ADA酶恢复至正常水平的5%-10%维持免疫系统功能,改善病人症状现在学习的是第

41、71页，共85页现在学习的是第72页，共85页医药医药药物基药物基因组学因组学人工设计人工设计克隆克隆疾病的动疾病的动物模型物模型治疗性治疗性小分子小分子植物植物微生物微生物诊断用诊断用蛋白蛋白治疗性蛋白治疗性蛋白微生物微生物动物动物疫苗疫苗植物植物微生物微生物治疗性治疗性核酸核酸基因治疗基因治疗基因修复基因修复反义药物反义药物DNA疫苗疫苗诊断性诊断性核酸核酸遗传病遗传病传染病传染病现在学习的是第73页，共85页1.对环境的影响对环境的影响 重新组合一种在自然见尚未发现的的生物重新组合一种在自然见尚未发现的的生物性状有可能给现有的生态环境带来不良影性状有可能给现有的生态环境带来不良影响。响。

42、2.新型病毒的出现新型病毒的出现 制造带有抗生素抗性基因或有产生病毒能制造带有抗生素抗性基因或有产生病毒能力的基因的新型微生物有可能在人类或其力的基因的新型微生物有可能在人类或其它生物体内传播。它生物体内传播。第五节第五节 基因工程的安全隐患基因工程的安全隐患现在学习的是第74页，共85页3.癌症扩散癌症扩散 将肿瘤病毒或其它动物病毒的将肿瘤病毒或其它动物病毒的DNA引入细引入细菌有可能扩大癌症的发生范围。菌有可能扩大癌症的发生范围。4.人造生物扩散人造生物扩散 新组成的重组新组成的重组DNA生物体的意外扩散可能生物体的意外扩散可能会出现不同程度的潜在危险。会出现不同程度的潜在危险。现在学习的

43、是第75页，共85页 技术不够完善，转基因生物并非十全技术不够完善，转基因生物并非十全十美十美 现代基因工程产品的不确定性和存现代基因工程产品的不确定性和存在着破坏环境的风险在着破坏环境的风险 基因工程产品特殊性质基因工程产品特殊性质 可能会造成经济动荡不安可能会造成经济动荡不安转基因产品存在缺陷原因转基因产品存在缺陷原因现在学习的是第76页，共85页1.公众的担忧公众的担忧 1973年美国的公众第一次公开表示担心应年美国的公众第一次公开表示担心应用重组用重组DNA技术可能会培养出具有潜在危技术可能会培养出具有潜在危险性的新型微生物，从而给人类带来难以险性的新型微生物，从而给人类带来难以预料的

44、后果。预料的后果。重组重组DNA研究的安全准则研究的安全准则现在学习的是第77页，共85页2.专家的态度专家的态度 1974年美国国立卫生研究院（年美国国立卫生研究院（NIH）考虑）考虑到重组到重组DNA的潜在危险，提请的潜在危险，提请Paul Berg博士组成一个重组博士组成一个重组DNA咨询委员会。咨询委员会。这个由这个由1111名分子生物学和重组名分子生物学和重组DNADNA权威学者组成的委员会在同权威学者组成的委员会在同年年7 7月发表公开信（月发表公开信（science,158,303)science,158,303)，要求在没有弄清楚，要求在没有弄清楚重组重组DNADNA所涉及的危

45、险性范围和程度，以及在采取必要的防所涉及的危险性范围和程度，以及在采取必要的防护措施之前，暂停两类试验（带抗生素抗性和肿瘤病毒及护措施之前，暂停两类试验（带抗生素抗性和肿瘤病毒及动物病毒）。动物病毒）。现在学习的是第78页，共85页3.制定安全规则制定安全规则 1976年年6月月23日，日，NIH正式公布了正式公布了“重组重组DNA研究的安全准则研究的安全准则”。规定了规定了安全防护（物理防护和生物防护）标安全防护（物理防护和生物防护）标准准以及以及禁止禁止若干类型的实验。若干类型的实验。1979年、年、1981年、年、1989年年NIH又做了多次又做了多次修改，放宽了许多限制。修改，放宽了许

46、多限制。现在学习的是第79页，共85页（1）实验室的物理安全）实验室的物理安全分分4级：级：P1P4级。级。P1级实验室级实验室 一般装备良好的普通微生物实验室。一般装备良好的普通微生物实验室。P2 级实验室级实验室 在在P1级实验室的基础上还装备有负级实验室的基础上还装备有负压的安全操作柜。压的安全操作柜。基因工程的安全措施基因工程的安全措施现在学习的是第80页，共85页 P3 级实验室级实验室 全负压全负压的实验室，同时装备安全操作柜。的实验室，同时装备安全操作柜。P4级实验室级实验室专用的实验大楼，周围与其它建筑物应有专用的实验大楼，周围与其它建筑物应有隔离带隔离带。具有最高安全防护措施

47、。具有最高安全防护措施。现在学习的是第81页，共85页（2）实验室的生物安全）实验室的生物安全分分3 级（大肠杆菌）：级（大肠杆菌）：EK1EK3级。级。EK1级的大肠杆菌级的大肠杆菌在自然环境中一般都要死亡。在自然环境中一般都要死亡。EK2-EK3级大肠杆菌级大肠杆菌在自然环境中无法存活。在自然环境中无法存活。第一个“安全”菌株是K12（1976年），很不实用，已淘汰。现在学习的是第82页，共85页（3）载体的安全载体的安全应该是失去了应该是失去了自我迁移自我迁移的能力。的能力。不会自动从不会自动从“安全安全”的菌株转移到的菌株转移到“不安全不安全”的菌株中。的菌株中。（容易构建）。如（容易构建）。如pMB9，pBR322等。等。现在学习的是第83页，共85页转基因产品管理 转基因产品生产销售需获得批准转基因产品生产销售需获得批准 在转基因食品上表明是基因食品在转基因食品上表明是基因食品 转基因成分，含量，是否含已知或可能的转基因成分，含量，是否含已知或可能的过敏原过敏原Genetically modified organisms(GMOs)现在学习的是第84页，共85页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第85页，共85页