科學家培育轉基因熒光兔子：注入水母DNA

日期：2013-08-20 13:20:52

據報道，盡管聽上去更像是孩子們的玩具，但一種能在夜間發光的兔子現在真的已經出現了。另外，培育這些兔子的科學家們表示這將有望為未來發展中國家發展經濟上可承受的醫療方案提供幫助。

這項研究是由美國夏威夷大學和兩所土耳其大學共同合作完成的，在這項研究中，科學家們將發光水母DNA注入了兔子的體內，培育出這種能夠發光的轉基因“熒光兔子”。

在正常的光照條件下，它們就是毛茸茸的可愛兔子，但是在黑暗環境下，它們的不同之處便顯現出來——它們的身體會發出綠色熒光。這是世界上首次培育出轉基因的兔子，此前科學家們已經培育出了轉基因的老鼠，牛，山羊，雞，還有豬。

夏威夷大學科學家史蒂芬·默斯亞迪(Stefan Moisyadi)表示：“因為我從事這樣研究工作已經很多年，對我來說轉基因的生物幾乎就是習以為常之事了。但是這些兔子仍然與眾不同，它們的身體在黑暗環境下太亮了，盡管它們的兔毛很厚實，但是當你看著它們的身體你仍然會覺得晃眼。”

這些兔子是通過人工授精的方式進行培育的。研究人員首先從一只成年母兔體內取出胚胎。隨后他們將質粒注入其中。這種做法與默斯亞迪的導師瑞祖·亞納吉馬什(Ryuzo Yanagimachi)教授發展的人類人工受精技術做法相類似。

亞納吉馬什教授是著名的夏威夷大學生物基因研究所創建者，也是1998年轟動全球的成功小鼠克隆的實施者，同時他也是人工授精領域的研究先驅之一。在早期，人工授精采用的是被動型方式，因為科學家們必須等待精子和卵子結合。后來亞納吉馬什教授改進了這一過程，將其變為主動型，即將精子直接注射進入卵子。現在這項技術已經在全世界得到廣泛應用。

而要想將基因物質從一種物種轉移至另一個物種，默斯亞迪教授的做法就是將導師亞納吉馬什教授做法中的精子換成了質粒。質粒又稱細胞附殖粒，是附加到細胞中的非細胞的染色體或核區DNA原有的能夠自主復制的較小的DNA分子。其內部含有來自水母DNA的酶物質，以及一種被稱作“piggyBAC”的工具，后者的作用是轉運前面提到的酶物質。按照設計，一旦完成使命，piggyBAC工具便會自動分解。隨后卵子就被重新植入母體。以上整個過程持續時間不超過半個小時，但是在母兔完成整個妊娠分娩過程之前，你不知道最后到底會是什么結果。

事實上，水母的發光基因植入兔子體內并沒有什么實際的用途，這樣做只不過是為了“顯而易見”的告訴科學家們這樣的轉基因技術是成功可行的。基本上，他們的做法就是等待母兔分娩，然后關掉電燈。如果在黑暗下小兔子在發光，那么他們就成功了。正如默斯亞迪所說：“這只是一個標記，除此之外并沒有什么實際價值。”

盡管這看上去很酷，但是除了讓人賞心悅目之外，科學家們還有更重要的事情要做。現在他們已經證明了這種主動轉基因技術在兔子身上的可行性，接下來就要考慮其他的可能性了。其中很重要的一個方向就是那些能夠合成珍貴藥用蛋白質的基因。這些蛋白質或許將存在于牛奶中，隨后予以提取。這種轉基因技術的應用不會讓受試動物獲得什么益處，但是關鍵一點在于，它們也不會因此受到什么傷害。在此過程中真正獲益的是那些焦急等待著價格可承受藥物的人類患者。

默斯亞迪教授說：“一旦成功，你就可以以非常便宜的價格和簡易的途徑大量生產制藥所需要的珍貴蛋白質。想象一下那些傳統的超潔凈制藥廠，那將需要巨額的資金投入，而這也將無法避免的造成昂貴的藥價。但是在一些國家，比如非洲的烏干達，那里的人們根本無法負擔這種藥廠生產的藥物。而如果只要一些牛奶就可以獲得制藥最重要的蛋白質，那么這些藥物的價格就要便宜得多。”

也就是說，這些動物實際上為我們省去了投資昂貴的制藥廠和實驗室，它們就像是一座座生物工廠。默斯亞迪教授解釋說：“一旦你成功培育一種轉基因物種，它就可以代代相傳下去，不斷生產大量便宜的用于制藥的原材料，從而大大降低藥價，造福大量的患者。”

在2009年，美國聯邦食品藥品監管局(FDA)批準了新藥ATryn上市。這種藥物正是用轉基因山羊產生的蛋白質物質為原料制成的，用于治療遺傳性抗凝血酵素缺乏癥(HD)，這是一種罕見的凝血病，在美國的發病率約為每5000人中一例。隨后在2006年，歐盟也宣布核準這一新藥上市。與此同時，新西蘭的科學家們正在利用轉基因牛生產的牛奶中提取的特殊蛋白質物質開發新藥，用于應對多種機體硬化癥的治療診治。這些轉基因的牛并不會在晚上發光，正如之前所說，這種發光的做法只是為了檢驗默斯亞迪教授方法的可靠性。不過，來自轉基因生物的奶制品和肉制品本身是被嚴格禁止投放人類食品市場的。其用途被嚴格限定為僅用于制藥領域。

默斯亞迪教授目前仍然在繼續致力于改進其技術方法，希望將其成功率提升至50%以上。在目前的實驗技術方法下，其小兔培育實驗的成功率大約是25%，在培育的8只小兔中，有兩只能夠發光。不過這已經是一項非常了不起的成就了，因為相比之下，其它方法的成功率不足5%。

不過這項實驗說起來還只不過是一個小插曲，科學家們現在正在焦急等待世界上第一頭轉基因綿羊的誕生。就在本月早些時候，科學家們處理了68個綿羊胚胎，其中10個處理成功。但是他們還需要等上4個月時間才能知道結果，而兔子的妊娠期則只要大約1個月。現在整個研究團隊都在焦急等待今年11月份第一頭小羊羔的誕生。那時，當他們關掉房間電燈的那一剎那，他們就將知道自己的辛勤工作是否獲得了回報。