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

  • "秦铜车马"邀您关注数字丝路发展论坛特色活动

独家策划

推荐阅读
精细匹配才能让资源发挥最大效能。把闲置变增量,让分散汇合力,精准的分配机制,有利于提高生产力。
2026-07-17 09:53
新专业落地只是起点。下一步,教育部将组织各地各校有序完成专业开设,及时开发完善教学标准和人才培养方案,明确新专业的核心素养、知识能力要求及设置条件,确保新专业设置有章可循。
2026-07-17 03:20
盛夏雨林凝翠色,沧江碧水逐新潮。7月16日,“2026世界市长对话·西双版纳”主旨对话活动在云南省西双版纳傣族自治州举行。
2026-07-17 03:50
新质生产力的形成和发展,不仅引起社会生活的重大变革,而且引起并要求人的思维方式发生新的变革。思维观念和思维方式是能力、素质的先导,只有思维“换挡”,才能适应和驾驭新质生产力的快速发展。
2026-07-17 03:50
当前,新一轮科技革命和产业变革深入推进,深刻改变着人类的生产生活方式,也引发人们对人工智能在劳动过程中究竟扮演何种角色的诸多讨论。
2026-07-17 03:50
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:54
“北科秀场”也在上演精心打造的10集暑期特辑《科学游戏大冒险》,观众化身“科学侦探”,跟随“科博士”和“科代表”开启跌宕起伏的科学冒险之旅。“北科”系列品牌活动还实现分层培养:3岁至8岁可以在“北科童行”游戏中启蒙,6岁至12岁可在“北科展教坊”探究实践,12岁至18岁可在“北科学堂”完成跨学科进阶。
2026-07-16 09:36
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:35
当钢铁机械遇上童心想象,硬核工业叙事便打破了技术壁垒,在儿童文学中生长出温柔坚韧的力量。开篇岩岩玩积木时爸爸演示的“平行四连杆机构”,最终成为破解矿车转向系统故障的关键,让孩子的奇思妙想对接工业实践。
2026-07-16 09:35
风云卫星的“跨界”应用是中国气象科技对参与我国生态治理与应对全球气候变化挑战,做出的一道“必答题”。更重要的是,风云卫星积累的连续墒情数据,为农作物生长模型构建、气候变化对农业影响分析提供支撑。
2026-07-16 09:34
一个常见误解是,基础研究离市场较远,产业竞争越激烈,越应把资源集中到应用开发和成果转化上。量子信息产业离不开量子力学,人工智能离不开数学、统计学、计算机科学和认知科学,生物制造离不开分子生物学、基因组学和合成生物学,新能源和新材料离不开物理、化学和材料科学。
2026-07-16 09:33
延东煤层气田位于延长县和宜川县境内,是陕西省属企业探明的首个大型深层煤层气田,埋深超2000米,属典型的“自生自储”型深层煤层气藏。
2026-07-15 09:15
中国科学院院士、北京大学干细胞研究中心主任邓宏魁团队发布了其首创的“化学重编程干细胞”技术的自主实验室应用——智能细胞化学重编程和克隆筛选平台。
2026-07-15 09:15
登记面积达37.7万平方公里,绿水青山有了自己的“户口本”。在生态产品价值实现机制方面,探索建立资源权益指标市场化交易机制、生态保护红线内建设用地腾退指标交易激励机制,实现成本共担、生态效益共享。
2026-07-15 09:14
对于我们抢占科技和产业制高点、牢牢把握发展主动权具有重要意义。发展未来产业,前瞻布局管方向、管长远、管全局,梯度培育管路径、管方法、管落实。
2026-07-15 09:14
在美丽乡村建设过程中,推广绿色生产技术、防治农业面源污染等工作的开展,都离不开专业人才
2026-07-15 09:13
国家气候中心预测,今年主汛期我国气候状况总体偏差,极端天气气候事件偏多,东部地区涝重于旱,有南北两条多雨带,其中北方多雨带位于东北地区、内蒙古东北部、华北、华东北部等地。
2026-07-14 10:27
当前,我国传统产业正向着智能化、绿色化、融合化方向转型,这一过程迫切需要青年技能人才的加入。
2026-07-14 10:23
以生态环境高水平保护支撑经济社会高质量发展,须以绿色化引领数字化,以数字化赋能绿色化。
2026-07-14 10:20
据中国载人航天工程办公室消息,13日,将执行嫦娥七号任务的长征五号遥十四运载火箭安全运抵文昌航天发射场。后续,该火箭将与先期运抵的嫦娥七号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。
2026-07-14 09:23
加载更多