点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“皮卡丘”老鼠:在实验室发光发热的转基因小鼠
首页> 科普频道> 三农科普> 基因故事 > 正文

“皮卡丘”老鼠:在实验室发光发热的转基因小鼠

来源:光明网2020-12-09 18:04

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  只用一只小鼠就可以观察炎症发展的全过程?

  只需要一批小鼠就可以对肿瘤治疗前、治疗中、治疗后的变化进行实时观测?

  是的,通过一种转基因实验小鼠就可以实现,它们体内可以表达一种基于荧光蛋白的“生物传感器”。早在1997年7月,“发光小鼠”就在日本大阪大学诞生了。大阪大学微生物研究所的冈部胜和伊川正等人,将发光海蜇的发光遗传基因“GFP”注入到老鼠的受精卵中,从而培育出这种在黑暗中能发光的小鼠。

“皮卡丘”老鼠:在实验室发光发热的转基因小鼠

日本大阪大学培育的“发光小鼠”(图片来自网络)

  绿色荧光蛋白:“皮卡丘发光小鼠”的“开关”

  这种让小鼠变成真实版“皮卡丘”所用到的关键物质叫做绿色荧光蛋白,是当代生物学的重要“标识”工具。2008年,马丁·查尔菲(Martin Chalfie)、钱永健(Roger Y.Tsien)和下村修(Osamu Shimomura)三名科学家,凭借在绿色荧光蛋白质(GFP)研究领域取得的重要成就问鼎当年的诺贝尔化学奖。

“皮卡丘”老鼠:在实验室发光发热的转基因小鼠

  通过绿色荧光蛋白质,可以帮助科学家了解细胞机制如何工作,科学家只需通过寻找荧光便可知道基因何时以及为什么“开启”。这一项重要成就,被康涅狄格学院化学家、《发光基因》作者马克·齐默(Mark Zimmer)称之为“21世纪的显微镜”。

  基于此,通过采用生物发光成像或荧光成像技术,对细胞、细菌、病毒、蛋白、抗体、核酸、小分子药物分子和纳米材料等进行标记,并通过超高灵敏度相机采集其产生的微弱信号,从而了解研究对象在体内的生物学反应和过程,实时观察动物体内肿瘤的生长及转移、疾病发生发展过程、材料或药物在体内的代谢、基因表达等生物学过程。

“皮卡丘”老鼠:在实验室发光发热的转基因小鼠

刚出生的发光小鼠幼崽(图片来自网络)

  被科学家“盯上”的小白鼠

  随着生物技术的迅猛发展,转基因动物技术作为生物技术的重要组成部分也取得了飞速发展。转基因小鼠被广泛应用于基因表达、蛋白质间相互作用、癌症研究、免疫学研究、干细胞研究、神经疾病研究、药物研发与药效评估等领域。小鼠因其具有其他实验动物无法比拟的优势,成为目前最常用的转基因动物模型之一。那么,为什么小白鼠会受到科学家“青睐”?

  中国科学院遗传与发育研究所生物学研究中心高级工程师姜韬在接受记者采访时表示,实验动物要考虑的因素大概有:容易饲养,繁殖率高,遗传上有较高的纯和度,代谢类型、生理病理尽量与人类接近等。而小白鼠在这些方面的优势都很明显。

  除此以外,小白鼠还可以培育出许多特殊品种,比如免疫缺陷的裸鼠或者纯种小白鼠,这在其他动物中很难做到。毋庸置疑的是,小白鼠在人类的医疗、遗传、生物制品等各方面的科学研究中做出了难以替代和不可磨灭的贡献。

“皮卡丘”老鼠:在实验室发光发热的转基因小鼠

实验室中的小白鼠(图片来自网络)

  实验小鼠“闯关记”

  16世纪时,小鼠被少数科学家用于解剖学的研究;19世纪时,孟德尔曾试图用小鼠毛色来进行遗传学研究,但因其“异味”重,便将实验对象更换成了豌豆,之后从豌豆中发现了遗传学两大定律。

  20世纪初,以威廉姆·厄内斯特·卡斯尔(William Ernest Castle)和吕西安·居埃诺(Lucien Cuénot)等为代表的科学家,开始在小鼠身上验证孟德尔遗传定律,他们证实了孟德尔遗传定律在动物中也是适用的,开启了哺乳动物遗传学研究的时代。

  20世纪70年代末80年代初,分子生物学的兴起将小鼠研究带入了基因修饰的新时代

  1980年,耶鲁大学的乔恩·戈登(Jon Gordon)等人通过原核注射受精卵创造了第一只转基因小鼠。随后,马里奥·卡佩基(Mario Capecchi)和奥利弗·史密斯(Oliver Smithies)制造出第一批基因敲除小鼠。

  在随后的科学研究中,转基因动物技术飞速发展,转基因兔、转基因猪、转基因牛、转基因鸡、转基因鱼等陆续育成,并广泛应用于生物学、医学、药学、畜牧学等研究领域,取得了很多有价值的研究成果。(光明网基因科普团队)

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2025陆家嘴论坛在上海开幕

  • 坐着高铁吃烤肉

独家策划

推荐阅读
在生命起源的奥秘中,胚胎发育始终是深受关注的谜题之一。研究发现,在小鼠胚胎发育到7.75天时,胚内、胚外层交界处出现一个独特的信号“洼地”——器官原基决定区(PDZ)。
2025-06-19 10:00
高校学术共同体是科学家精神的培育者、践行者、传承者,以科学家精神引领学术共同体文化建设、以制度机制创新推进科学家精神转化为学术共同体的行动自觉,必将推动高校充分发挥人才和科技优势,在实现高水平科技自立自强、全面提高人才自主培养质量中做出积极贡献。
2025-06-19 09:58
今年麦收期间,各地积极应对高温炎热和多轮大范围降雨天气影响,高效调度机具,强化部门协作,加强服务保障,全力组织抢收,努力做到适收快收、应收尽收。
2025-06-19 09:56
干细胞储备耗竭及其引发的组织再生与稳态维持能力下降,是机体衰老和衰老相关疾病的关键特征。
2025-06-19 09:56
设立20多年来,创新研究群体项目有力支持了一批优秀学术带头人自主组建、带领研究团队开展创新性的基础研究。
2025-06-19 09:55
今年以来,DeepSeek“破圈”跻身全球人工智能大模型“顶流”,人形机器人加速进入多个应用场景……
2025-06-19 09:53
海洋给人的传统印象,一是资源取之不尽、用之不竭,二是靠天吃饭。渔民们世世代代出海撒网,找鱼靠经验、收成靠运气,虽然要受天气、季节、水文等的影响,却从不担心无鱼可捕。
2025-06-19 09:57
(记者魏依晨)记者6月15日从江西婺源森林鸟类国家级自然保护区获悉,该保护区与上饶师范学院生命科学学院在多样性调查中发现了昆虫新属新物种——桂刺蛾。上饶师范学院生命科学学院院长郭连金介绍,基于线粒体编码的细胞色素C氧化酶I(COI)基因的分析表明,桂刺蛾属为单系群。
2025-06-18 10:23
几年前,我开始使用聊天机器人ChatGPT时,还觉得离通用人工智能(AGI)很遥远。我发起的研究项目正是围绕上述情况展开的,并希望构建一种只有智能,没有自我、没有目标,并且具有极有限行动能力的AI。
2025-06-18 10:22
6月16日,由中国科学家领衔的研究团队在《细胞》发表论文,揭示了蚂蚁的演化历史和蚂蚁社会系统的演化机制,并系统解析了推动蚂蚁社会行为、社会分工、社会组织结构演化的关键基因。丁果说:“这为稳定的生殖分工奠定了基础,促成了蚂蚁从独居物种演化成社会性群体物种。
2025-06-18 10:20
“一个20平方米大的水池,他在那边赶,我在这边捞,下网好几次,才捞上来两条鱼。2022年底,东星斑养殖遇到严重的病害,特别是一批鱼连续10多代近亲繁殖造成品种退化,存活率低,市场效益不好。
2025-06-18 10:19
“当那些紫花的、圆粒的、矮茎的、皱荚的豌豆在园中悄然生长,孟德尔杂交实验里的一个个豌豆性状仿佛穿越时空,跃然眼前。这种遗传背景修饰主效突变的机制,为理解复杂性状背后的表型可塑性与遗传调控层级提供了一个生动案例。
2025-06-18 10:18
此外,团队还首次捕捉到热流下声子的“非平衡态”:在界面附近约3纳米的狭窄区域,声子分布明显偏离了平衡状态。”   高鹏进一步说,当电子显微镜化身为洞察原子热浪的“超级温度计”,人类对微观世界的热操控正迎来前所未有的清晰图景。
2025-06-17 10:04
“此次发布的新产品,正在无人机物流、农林植保、紧急救援、城市空中交通等多个低空经济示范场景中进行前期测试。 欣旺达从消费电子电池领域的全球重要供应商起步,在全球动力电池装机量榜单上跻身前十,并在储能领域成为中国企业全球电芯出货量排名前十的厂商。
2025-06-17 10:03
近日,我国在光晶格钟研究领域取得重大突破。该成果已在线发表于国际计量学领域权威学术期刊《计量学》,审稿人认为:“国家授时中心最新研制的锶光钟,实现了目前世界上第二小的不确定度光钟。
2025-06-17 10:02
荷兰奈梅亨拉德布德大学领衔的国际研究团队运用人工智能(AI)技术,通过分析数千万次模拟生成的合成数据,成功训练出能解析黑洞奥秘的神经网络。
2025-06-17 09:56
在这项研究中,科研人员历经十余年攻关,通过基因编辑技术打造出“抗衰老版”间充质祖细胞。研究发现,这种抗衰老细胞之所以这么厉害,关键在于它们能释放一种叫“外泌体”的小囊泡。
2025-06-17 09:52
水利部近日印发《关于积极探索和规范推进黄河流域跨省区用水权交易的意见》,对当前和今后一个时期黄河流域跨省区用水权交易作出总体安排和部署。
2025-06-16 09:55
可仅通过一个人的呼吸模式识别其身份,准确率高达96.8%。不仅如此,鼻部呼吸的这些“指纹”还能揭示个体的身体与心理健康状况。
2025-06-16 09:52
2023年5月,依托中国科学院高能物理研究所建设的“文物领域核技术应用与装备国家文物局重点科研基地”正式获批。
2025-06-16 09:50
加载更多