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

  • 习近平出席金砖国家领导人第十八次会晤第一阶段会议并发表重要讲话

独家策划

推荐阅读
拍卖会是全国优质种公牛资源展示的舞台。与华西牛同台竞争的,不乏安格斯、西门塔尔等国内外优质牛,可近4届“标王”无一例外都花落华西牛。
2026-09-14 09:26
甲烷的“存在感”远不及二氧化碳,但增温效应不容小觑。有研究认为湖泊贡献了全球自然甲烷排放的75%,也有测算认为占比不足两成。但实际排放多少、国际模型是否适用于我国,长期缺乏本土实测验证。
2026-09-14 09:25
位于今青海省海西州格尔木市南部的布尔汗布达山山体,是当代地质学界、地理学界公认的东昆仑主干,也是青藏公路、青藏铁路的关键地标——昆仑山口所在地。
2026-09-14 09:14
近日,记者从吉林大学获悉,该校生物考古实验室在全球首次完成已灭绝古生物奥氏马的完整形态复原。
2026-09-14 09:15
2026年国家网络安全宣传周期间,光明网联合科普中国推出AI科技伦理系列科普视频,引导公众理性认知技术逻辑,秉持算法向善理念,共建网络安全生态。
2026-09-14 09:15
实现人的自由全面发展,是人工智能伦理治理的逻辑起点与价值原点。
2026-09-11 08:42
2019年,一场生态修复让一个古人类遗址——云南蝙蝠洞遗址浮出水面。之后,多支科研团队开展跨学科综合研究,让丹尼索瓦人在中国西南腹地缺失的关键地理拼图得以补充。
2026-09-11 08:51
在位于内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔新区的人才创新谷,工作人员操作和林格尔数据中心集群多云算力资源监测与调度平台,实时监测、动态调度算力资源。
2026-09-11 09:10
人类全基因组约30亿个碱基对中,仅1%—2%编码蛋白质,其余包含不编码的“垃圾DNA”及控制基因表达时间、位置和强度的调控序列。
2026-09-11 09:07
8月也是非极地海域有记录以来最温暖的一个月。海表温度峰值达21.1℃,是有观测以来最高的海表温度。
2026-09-11 08:51
一般来说,人力资源社会保障部每年会征集一批新职业信息,对征集到的新职业建议,按照相关工作要求和程序进行筛选确定。”谷俊明说,兼具古法制香功底、香文化讲解与体验教学能力的复合型香艺人才不断成长,将推动古老香文化焕发生机。
2026-09-10 09:52
当今地球正处于冰室气候背景下,大气二氧化碳(CO2)浓度不断上升,全球气候变暖加剧。这意味着初始火山升温之后,天文轨道的胁迫作用增加了高纬度太阳辐射,进而加速了冰盖的融化和冻土层的解冻。
2026-09-10 09:47
灶台、吊柜、换鞋凳、智能床、坐式淋浴器……这个展区被布置成一个家一般的样板间。护理床边,一台人形照护机器人伸出机械臂,托起人体模型的腿,模拟辅助卧床老人活动肢体。
2026-09-10 09:39
实验结果显示,嫦娥五号月壤中不同矿物的弹性模量分布范围较广,不同矿物间的弹性模量差异显著,呈橄榄石>辉石>钛铁矿>尖晶石>斜长石的次序,其中斜长石的弹性模量明显偏低。进一步分析发现,无论矿物来自地球、月球还是陨石,不同来源的矿物在微观变形过程中的响应机制可能遵循某种共性的内在规律,相关机理仍有待进一步深入研究。
2026-09-10 09:35
再过10多天就是农历秋分,第九个中国农民丰收节也将如约而至。联欢活动庆丰收板块,将举办城乡群众庆祝丰收的联欢活动,打造农民唱主角、百姓共联欢的丰收文艺盛宴,呈现荆楚农民唱响赞歌、分享喜悦的丰收景象。
2026-09-10 09:30
费马大定理是过去半个世纪最负盛名的数学成果之一。
2026-09-09 09:04
当前,世界百年变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革深入发展,人工智能作为引领时代变革的关键技术,正在重塑生产方式、生活方式和国际竞争格局,蕴藏着造福全人类的巨大潜能。
2026-09-09 08:56
文物科研工作长期建立在小范围观察、小样本归纳、小视角判断的认知链条上,高度依赖研究者的个人禀赋与经验积累。
2026-09-09 08:55
最近一个月,郭守敬望远镜再次令世界瞩目:为4万余颗贫金属红巨星精确测距,找到9个超高速星候选体,构建了近10万颗恒星的AI标注数据集。
2026-09-09 08:51
磷是植物生长必需的大量营养元素,可土壤里的磷大多“锁”在难溶的矿物和有机质里。土壤并不缺磷,植物却常常“够不着”。
2026-09-09 08:48
加载更多