Toepassingen van biotechnologie in transgene planten en dieren

De toepassingen van biotechnologie omvatten: (i) therapeutica, (ii) diagnostiek, (iii) genetisch gemodificeerde gewassen voor landbouw, (iv) verwerkt voedsel, (v) bioremediatie, (vi) afvalverwerking en (vii) energieproductie.

Biotechnologie heeft voornamelijk betrekking op de productie op industriële schaal van biofarmaceutische en biologische producten met behulp van genetisch gemodificeerde microben, schimmels, planten en dieren.

Afbeelding met dank aan: eplantscience.com/index/images/Biotechnology/chapter07/069_large.jpg

Onderzoeksgebieden van de biotechnologie:

Hieronder volgen drie onderzoeksgebieden van de biotechnologie.

(i) Catalyst:

Verstrekken van de beste katalysator in de vorm van verbeterd organisme; meestal een microbe of een zuiver enzym.

(ii) Optimale omstandigheden:

Optimale condities creëren door engineering zodat een katalysator kan werken.

(iii) Downstream-verwerking:

Stroomafwaartse verwerkingstechnologieën om de proteïne / organische verbinding te zuiveren.

We zullen leren hoe biotechnologie wordt gebruikt om de kwaliteit van ons leven te verbeteren, voornamelijk in de voedselproductie en gezondheid.

Biotechnologische toepassingen in de landbouw:

Opties om de voedselproductie te verhogen:

Er zijn drie opties om de voedselproductie te verhogen.

1. Agrochemisch gebaseerde landbouw:

De Groene Revolutie slaagde erin de opbrengst van gewassen te verhogen, voornamelijk als gevolg van

(i) Gebruik van verbeterde variëteiten van gewassen en

(ii) Gebruik van agrochemicaliën (meststoffen en pesticiden)

Maar het was niet voldoende om de groeiende menselijke bevolking te voeden.

2. Biologische landbouw of biologische landbouw:

In de biologische landbouw gebruiken boeren mest, bio-meststoffen, bio-pesticiden en bio-controles om de gewasproductie te verhogen in plaats van kunstmest en pesticiden te gebruiken.

3. Genetisch gemodificeerde landbouw op basis van gewassen:

De biologische landbouw kan de opbrengst van het gewas niet in aanzienlijke mate verhogen. De oplossing van dit probleem is het gebruik van genetisch gemodificeerde gewassen. Planten, bacteriën, schimmels en dieren waarvan de genen door manipulaties zijn veranderd, worden genetisch gemodificeerde organismen (GGO's) genoemd. Gewassen waarin vreemde genen via genetische manipulatie zijn geïntroduceerd, worden genetisch gemodificeerde gewassen of GM-gewassen genoemd.

Transgene planten:

De planten waarin vreemde genen zijn geïntroduceerd door genetische manipulatie worden transgene planten genoemd. Er zijn twee technieken voor het introduceren van vreemde genen (transgenen) in het plantencelgenoom.

(i) De eerste, via een vector en

(ii) de tweede, door directe introductie van DNA.

Productie van transgene planten (Fig. 12.1):

Hier wordt genoverdracht door Ti-plasmidevector als een voorbeeld genomen: Interspecifieke genoverdracht is nu mogelijk door genetische manipulatie. Ti-plasmide (tumor-inducerend) uit de bodembacterie Agrobacterium tumefaction's wordt effectief gebruikt als vector voor genoverdracht naar plantencellen. Dit wordt zo genoemd omdat het in de natuur tumoren in breedbladige planten zoals tomaat, tabak en sojaboon induceert.

Voor het gebruik van Ti-plasmide als een vector hebben onderzoekers de tumor veroorzakende eigenschappen geëlimineerd, terwijl ze het vermogen om DNA in plantencellen over te dragen behouden. Deze bacterie wordt natuurlijke genetische ingenieur genoemd omdat genen die door het plasmide worden gedragen, in verschillende delen van de plant een effect hebben. Ri-plasmide van A. rhizogenes wordt ook als vector gebruikt.

(i) Deze bacterie infecteert alle breedbladige landbouwgewassen zoals tomaat, soja, zonnebloem en katoen enz. Het infecteert geen granen. Het induceert de vorming van kankerachtige groei, een kroon gal tumor. Deze transformatie van plantencellen is het gevolg van het effect van Ti-plasmide gedragen door de pathogene bacterie. Vandaar dat voor genetische manipulatiedoeleinden Agrobacterium-stammen worden ontwikkeld waarin tumor-vormende genen worden verwijderd. Deze getransformeerde bacteriën kunnen nog steeds plantencellen infecteren,

(ii) Het deel van Ti-plasmide dat is overgebracht in plantencel-DNA, wordt het T-DNA genoemd. Dit T-DNA met daarin DNA dat is gesplitst, wordt ingevoegd in de chromosomen van de gastheerplant waar het kopieën van zichzelf produceert, door willekeurig van de ene chromosomale positie naar een andere te migreren. Maar het produceert niet langer tumoren,

(iii) Dergelijke plantencellen worden dan gekweekt, geïnduceerd om te vermenigvuldigen en te differentiëren om plantjes te vormen.

(iv) Overgebracht naar aarde groeien de plantjes uit tot volwassen planten, die het vreemde gen dragen, uitgedrukt in de nieuwe plant.

Insectresistentie in transgene planten:

Bt Cotton:

Bodembacterie Bacillus thuringiensis (kortweg Bt) produceert eiwitten die bepaalde insecten doden, zoals lepidoptera (tabaksknopworm, muggenmelk), coleopteranen (kevers) en dipteranen (vliegen, muggen). Bacillus thuringiensis vormt enkele eiwitkristallen. Deze kristallen bevatten een giftig insecticide eiwit. Waarom doodt dit toxine de Bacillus (bacterie) niet? De Bt-toxine-eiwitten bestaan ​​als inactieve protoxinen, maar zodra een insect het inactieve toxine opneemt, wordt het omgezet in een actieve vorm van toxine als gevolg van de alkalische pH van het voedingskanaal dat de kristallen solubiliseert. Het geactiveerde toxine bindt zich aan het oppervlak van de middenklierepitheelcellen en creëert poriën die celzwelling en lysis veroorzaken en tenslotte de dood van het insect veroorzaken.

Bt-toxinegenen werden geïsoleerd uit Bacillus thuringiensis en opgenomen in verschillende oogstplanten zoals katoen. De keuze van genen hangt af van het gewas en het doelwit van plagen, omdat de meeste Bt-toxines insectengroepspecifiek zijn. Het toxine wordt gecodeerd door een gen genaamd cry. Dit zijn talloze genen. Twee cry-genen, cry lAc en cry II Ab zijn in katoen opgenomen. Het genetisch gemodificeerde gewas wordt Bt-katoen genoemd omdat het Bt-toxinegenen bevat. De genen huilen I Ac en cry II Ab controle katoenbolwormen. Evenzo is cry I Ab geïntroduceerd in Bt com om hetzelfde te beschermen tegen maïsboorder.

Het gen-symbool heeft meestal kleine letters en is steevast cursief, bijv. Huilen. De eerste letter van het eiwitsymbool is daarentegen altijd hoofdletter en het symbool is altijd in Romeinse letters geschreven, bijvoorbeeld Cry.

De regering is overeengekomen om de teelt van genetisch gemodificeerd Bt-katoen toe te staan.

Bt-katoenlandbouw heeft goede resultaten laten zien in de regio Malwa in Punjab. De overheid zou dergelijke landbouw moeten aanmoedigen. Het zal water verhongerde regio Malva van woestijn veranderen als katoen dat veel minder water nodig heeft, zal padie vervangen.

Ongediertebestendigheid in transgene planten (bescherming tegen nemotodes):

Veel aaltjes (ronde wormen) leven in planten en dieren, inclusief mensen. Een nematode Meloidogyne incognitia infecteert de wortels van tabaksplanten en veroorzaakt een grote vermindering van de opbrengst. Een nieuwe strategie werd geïntroduceerd door Fire en Mello in 1998 om deze aantasting te voorkomen die was gebaseerd op het proces van RNA-interferentie (RNAi). RANi vindt plaats in alle eukaryote organismen als een methode van cellulaire afweer. Deze methode omvat het uitschakelen van een specifiek mRNA.

Met behulp van Agrobacterium-vectoren worden nematodespecifieke genen in de gastheerplant (tabaksplant) geïntroduceerd. De introductie van DNA was zodanig dat het zowel sense- als antisense-RNA produceerde in de gastheercellen. Deze twee RNA's die complementair waren aan elkaar vormden een dsRNA (dubbelstrengig RNA) dat RNAi initieerde.

Verschillende stappen die nodig zijn om tabaksplant resistent te maken tegen nematoden worden hieronder kort beschreven:

1. Dubbelstrengs RNA's worden verwerkt tot ongeveer 21-23 nucleotide RNA's met twee nucleotiden. Een RNase-enzym genaamd Dicer snijdt de dsRNA-moelcules (van een virus, transposon of door transformatie) in kleine interfererende RNA's (siRNA's).

2. Elke siRNA-complexen met ribonucleasen (anders dan Dicer) vormen een door RNA geïnduceerd silencing-complex (RISC).

3. Het siRNA ontspant en RISC is geactiveerd.

4. De geactiveerde RISC is gericht op complementaire mRNA-moleculen. De siRNA-strengen fungeren als gidsen waarbij de RISC's de transcripten knippen in een gebied waar het siRNA aan het mRNA bindt. Dit vernietigt het mRNA.

5. Wanneer mRNA van de parasiet wordt vernietigd, werd er geen eiwit gesynthetiseerd. Het resulteerde in de dood van de parasiet (nematode) in de transgene gastheer. Dus de transgene plant werd beschermd tegen de parasiet.

'Flavr Sarv' transgene tomaten:

(Verliezen na de oogst / Vertraagde vruchtenrijping):

In 'Flavr Sarv' transgene tomaat is expressie van een natief tomaten-gen geblokkeerd. Dit gen produceert enzym-polygalacturonase dat verzachting van fruit bevordert. De productie van dit enzym was verminderd in de Flavr Sarv transgene tomaat. De niet-beschikbaarheid van dit enzym voorkomt overrijping omdat het enzym essentieel is voor afbraak van celwanden. Zo blijft fruit langer vers dan de vrucht van normale tomatenvariëteit. Het behoudt smaak, heeft een superieure smaak en een hogere hoeveelheid van de totale oplosbare vaste stoffen.

Gouden rijst:

Gouden rijst is een transgene rijstsoort (Oryza sativa) die goede hoeveelheden β-caroteen bevat (provitamine A - inactieve toestand van vitamine A). β-caroteen is een belangrijke bron van vitamine A. Omdat de korrels (zaden) van de rijst geel van kleur zijn vanwege P-caroteen, wordt de rijst gewoonlijk gouden rijst genoemd.

β-caroteen (provitamine A) wordt omgezet in vitamine A. Gouden rijst is dus rijk aan vitamine A. Het wordt door alle individuen vereist omdat het in een retina van ogen aanwezig is. Een tekort aan vitamine A veroorzaakt nachtblindheid en huidaandoeningen.

Omdat de inhoud van vitamine A erg laag is in rijst, wordt vitamine A gesynthetiseerd uit β-caroteen dat de voorloper is van vitamine A. Prof. Ingo Potrykus en Peter Beyer produceerden genetisch gemanipuleerde rijst door de introductie van drie genen die geassocieerd zijn met de synthese van caroteen. De korrels (zaden) van transgene rijst zijn rijk aan provitamine.

Transgene tabaksplanten:

Brassica napus - productie van Hirudine (Fig. 12.6):

Hirudine is een eiwit dat de bloedstolling voorkomt. Het gen werd chemisch gesynthetiseerd en werd overgebracht naar Brassica napus, waar hirudine zich ophoopt in zaden. De hirudine wordt geëxtraheerd en gezuiverd en gebruikt als medicijn.

Diagnostische en therapeutische eiwitten:

Transgene planten kunnen een verscheidenheid aan eiwitten produceren die worden gebruikt in diagnostica voor het detecteren en genezen van menselijke en dierlijke ziekten op grote schaal met lage kosten. De monoklonale antilichamen, peptidehormonen, cytokininen en bloedplasma-eiwitten worden geproduceerd in transgene planten en hun delen zoals tabak (in bladeren), aardappel (in knollen), suikerriet (in stengels) en maïs (in zaad-endosperm)

Ziekte weerstand:

Er zijn veel virussen, schimmels en bacteriën die plantenziekten veroorzaken. Plantenbiologen werken aan het creëren van planten met genetisch gemanipuleerde resistentie tegen deze ziekten.

Transgene planten voor bloementeelt:

In 1990 kreeg ook de productie van transgene sierplanten een impuls en kwamen er transformatieprocedures beschikbaar voor veel sierplanten, zoals roos, tulp, lelie, enz. Verschillende van deze snijbloemen, veel transgeen, hebben nieuwe esthetische eigenschappen, waaronder nieuwe kleuren, een langere levensduur, etc. Sommige van deze installaties hebben een commerciële vraag. Bloemkleur komt voornamelijk van anthocyaan, een klasse van gekleurde flavonoïden.

GM-gewassen bevatten en brengen één of meer bruikbare vreemde genen of transgenen tot expressie. De techniek van gg-gewassen heeft twee voordelen.

(i) Elk gen van elk organisme of een synthetisch gen kan worden opgenomen.

(ii) Verandering in genotype wordt nauwkeurig gecontroleerd. Deze technologie is superieur aan fokprogramma's omdat bij fokken alleen de reeds aanwezige genen opnieuw worden geschud en dat veranderingen optreden in alle eigenschappen waarvoor de ouders anders zijn.

Voordelen van transgene planten (= GM-planten):

Door genetische modificatie zijn GM-planten op vele manieren nuttig geweest:

1. Pest resistentie gewassen:

Groeiende gg-gewassen kunnen helpen het gebruik van chemische bestrijdingsmiddelen te verminderen, bijvoorbeeld Bt-katoen.

2. Tolerantie:

GGO-gewassen hebben meer tolerantie betoond voor abiotische stress (koude, droogte, zout, hitte, enz.)

3. Vermindering van verliezen na de oogst:

Ze hebben geholpen om verliezen na de oogst te verminderen, bijvoorbeeld Flavr Sarv transgene tomaten.

4. Preventie van vroege uitputting van vruchtbaarheid van de bodem:

Verhoogde efficiëntie van mineraal gebruik door planten voorkomt vroege uitputting van de vruchtbaarheid van de bodem.

5. Toenemende voedingswaarde van voedsel:

GGO-planten verbeteren de voedingswaarde van voedsel, bijv. Gouden rijst is rijk aan vitamine A.

6. Herbicide weerstand:

Herbiciden (onkruidverdelgers) schaden de gg-gewassen niet.

7. Alternatieve bronnen voor industrieën:

GM-fabrieken zijn gebruikt om alternatieve bronnen voor industrieën te creëren in de vorm van zetmelen, brandstoffen en farmaceutische producten. Onderzoekers werken aan de ontwikkeling van eetbare vaccins, eetbare antilichamen en eetbare interferon.

8. Ziekteresistentie:

Veel virussen, bacteriën en schimmels veroorzaken plantenziekten. Wetenschappers werken aan het creëren van genetisch gemanipuleerde planten met resistentie tegen deze ziekten.

9. Fytoremediatie:

Planten zoals populaire bomen zijn genetisch gemanipuleerd om vervuiling met zware metalen uit verontreinigde grond op te ruimen.

Nadelen van transgene planten (GM-planten):

1. Milieurisico's:

Deze zijn als volgt:

(i) Onbedoelde schade aan andere organismen:

Een laboratoriumstudie werd gepubliceerd in 'Nature', wat aantoont dat stuifmeel van Bt-maïs hoge sterftecijfers veroorzaakte bij rupsen met monarchvlinders. Monarchrupsen consumeren kroontjesplanten, niet com, maar de angst is dat als stuifmeel van Bt com door de wind wordt geblazen op plantplanten in nabijgelegen velden, de rupsen het stuifmeel kunnen eten en ten onder gaan. Hoewel de studie 'Natuur' niet werd uitgevoerd onder natuurlijke veldomstandigheden, leken de resultaten dit standpunt te ondersteunen.

(ii) Verminderde effectiviteit van pesticiden:

Net zoals sommige populaties muggen resistentie ontwikkelden tegen de nu verboden pesticide DDT, zijn veel mensen bezorgd dat insecten resistent worden tegen Bt of andere gewassen die genetisch zijn gemodificeerd om hun eigen pesticiden te produceren.

(iii) Genoverdracht naar niet-doelsoorten:

Een andere zorg is dat gewasplanten die zijn ontworpen voor herbicidetolerantie en onkruid elkaar kruisen, resulterend in de overdracht van de herbicide-resistentiegenen van de gewassen naar het onkruid. Deze "super-onkruiden" zouden dan ook herbicide-tolerant zijn. Andere geïntroduceerde genen kunnen overgaan in niet-gemodificeerde gewassen die naast GM-gewassen zijn geplant.

2. Gezondheidsrisico's voor de mens:

Genetisch gemanipuleerd voedsel kan de volgende gezondheidsproblemen veroorzaken.

(i) Allergieën:

Het transgene voedsel kan toxiciteit veroorzaken en / of allergieën veroorzaken. Het enzym dat wordt geproduceerd door het antibioticumresistentiegen kan allergieën veroorzaken, omdat het een vreemd eiwit is.

(ii) Effect op Bacteriën van Alimentair kanaal:

De bacteriën die aanwezig zijn in het menselijke voedingskanaal kunnen het antibioticumresistentiegen opnemen dat aanwezig is in het genetisch gemodificeerde voedsel. Deze bacteriën kunnen resistent worden tegen het betreffende antibioticum en zullen moeilijk te beheren zijn.

3. Economische zorgen:

Het op de markt brengen van genetisch gemodificeerd voedsel is een langdurig en kostbaar proces, en natuurlijk willen agro-biotechbedrijven een rendabel rendement op hun investering garanderen.

Transgene micro-organismen:

Verschillende micro-organismen, in het bijzonder bacteriën, zijn gemodificeerd door de technieken van genetische manipulatie om aan specifieke behoeften te voldoen.

1. Gewasproductie en -bescherming:

Verschillende bacteriën zijn gemodificeerd door introductie van vreemde genen om te controleren, (i) insecten door productie van endotoxinen, (ii) schimmelziekte door productie van chitinasen, die schimmelflora in de bodem onderdrukken en (iii) door productie van antibioticum dat zal degraderen het toxine geproduceerd door pathogeen.

Er zijn ook positieve maatregelen waarbij de N2-fixeerefficiëntie van bacteriën Rhizobia kan worden verhoogd door overdracht van bruikbare nif-genen, nif betekent stikstoffixatie.

2. Biologische afbraak van Xenobiotica en toxische afvalstoffen:

Bacteriën kunnen genetisch worden gemodificeerd voor afbraak van xenobiotica (afval van niet-biologische systemen) en ander afvalmateriaal. Bacteriële genen voor dit doel zijn geïsoleerd van bacteriën die op afvalplaatsen worden aangetroffen. Bijvoorbeeld, bacteriën Pseudomonas zijn niet erg efficiënte afbrekers, maar er zijn soms meerdere genen nodig voor efficiënte biologische afbraak. Daarom moeten voor efficiënte biologische afbraak efficiënte afbraakproducten worden bereid via genetische manipulatie.

3. Productie van chemicaliën en brandstoffen:

Genetische manipulatie heeft ook een belangrijke invloed op de microbiële productie van chemicaliën en brandstoffen. Voorbeelden: (i) genetisch gemanipuleerde stammen van Bacillus amyloliquefaciens en Lactobacillus casei zijn bereid voor de productie van aminozuren op grote schaal (ii) E. coli en Klebsiella planticola met genen van Z. mobilis kunnen glucose en xylose gebruiken om een ​​maximale opbrengst te geven van ethanol.

4. Living Factory for the Production of Proteins:

In bacteriën verandert genetische manipulatie de bacterie in een levende fabriek voor de productie van eiwitten. Voorbeelden: de overdracht van genen voor humane insuline, menselijk groeihormoon (hGH) en rundergroeihormoon.

Transgene dieren:

De dieren die vreemde genen dragen, worden transgene dieren genoemd.

Productie van transgene dieren:

De vreemde genen worden ingevoegd in het genoom van het dier met behulp van recombinant DNA-technologie. De productie van transgene dieren omvat

(i) Locatie, identificatie en scheiding van gewenst gen,

(ii) Selectie van de juiste vector (meestal een virus) of directe transmissie,

(iii) Het combineren van het gewenste gen met de vector,

(iv) Introductie van overgedragen vector in cellen, weefsels, embryo of volwassen individu,

(v) Demonstratie van integratie en expressie van vreemd gen in transgeen weefsel of dier.

Voordelen van transgene dieren:

(i) Biologische producten:

Geneesmiddelen die nodig zijn om bepaalde ziekten bij de mens te behandelen, kunnen biologische producten bevatten, maar dergelijke producten zijn vaak duur om te maken. Transgene dieren die nuttige biologische producten produceren, kunnen worden gemaakt door de introductie van het deel van het DNA (of genen) dat codeert voor een bepaald product zoals menselijk eiwit (a-1-antitrypsine) dat wordt gebruikt om emfyseem, weefselplasmogeenactivator (geit) te behandelen, bloedstollingsfactoren VIII en IX (schapen) en lactoferrine (koe).

Er worden pogingen ondernomen om fenylketonurie (PKU) en cystische fibrose te behandelen. In 1997 produceerde de eerste transgene koe, Rosie, menselijke eiwitverrijkte melk (2, 4 g per liter). De melk bevatte het menselijke alfa-lactalbumine. Het is een meer gebalanceerd product voor menselijke baby's dan natuurlijke koeienmelk.

(ii) Vaccinveiligheid:

Transgene muizen worden gevormd voor gebruik bij het testen van de veiligheid van vaccins voordat ze bij mensen worden gebruikt. Transgene muizen worden gebruikt om de veiligheid van het poliovaccin te testen.

(iii) Chemische veiligheidstests:

Het wordt toxiciteits- / veiligheidstesten genoemd. Transgene dieren worden ontwikkeld die genen dragen die zijn blootgesteld aan de toxische stof en hun effecten worden bestudeerd.

(iv) Normale fysiologie en ontwikkeling:

Transgene dieren zijn specifiek ontwikkeld om te bestuderen hoe genen worden gereguleerd en hoe deze de normale functies van het lichaam en de ontwikkeling ervan beïnvloeden, bijv. Onderzoek naar complexe factoren die een rol spelen bij groei zoals een insuline-achtige groeifactor.

(v) Studie van ziekten:

Veel transgene dieren zijn ontwikkeld om ons begrip van hoe genen bijdragen aan de ontwikkeling van ziekten te vergroten, zodat onderzoek naar nieuwe behandelingen voor ziekten mogelijk wordt gemaakt. Er bestaan ​​nu transgene modellen voor veel menselijke ziekten zoals kanker, cystische fibrose, reumatoïde artritis, de ziekte van Alzheimer, hemofilie, thalessaemia, enz.

(vi) Teelt van reserveonderdelen:

Reserveonderdelen (bijv. Hart, pancreas) van varkens voor humaan gebruik kunnen worden gegroeid door de vorming van transgene dieren.

(vii) Vervanging van defecte onderdelen:

Vervanging van defecte onderdelen door vers gekweekt onderdeel uit eigen cellen kan worden gedaan.

(viii) Productie van klonen:

Klonen van sommige dieren kunnen worden geproduceerd. Zelfs menselijke klonen kunnen worden gevormd als ethiek hetzelfde toelaat.

Voorbeelden van transgene dieren:

Enkele belangrijke voorbeelden van transgene dieren zijn de volgende:

1. Transgene vis:

Genoverdracht is succesvol geweest in verschillende vissen, zoals gewone karper, regenboogforel, Atlantische zalm, meerval, goudvis, zebravis, etc.

Transgene zalm:

Genetisch gemodificeerde zalm was het eerste transgene dier voor voedselproductie. De genetisch gemodificeerde spermacellen waren versmolten met normale eicellen (eieren) van dezelfde soort. De zygoten die zich tot embryo's ontwikkelden, zorgden voor veel grotere volwassenen dan beide ouders. De transgene zalm bezit een extra gen dat codeert voor het groeihormoon waardoor de vis sneller groter kan groeien dan de niet-transgene zalm.

2. Transgene kip:

Avian leukosis virus (ALV) is een ernstige virale pathogeen van kippen. DW Salter en LB Crittenden (1988) hebben een ALV-resistente stam van de kip geproduceerd door een defect genoom van dit virus in het genoom van de kip te introduceren. Dit principe wordt ook toegepast om transgene vis te ontwikkelen die bestand is tegen virale infecties.

3. Transgene muizen:

Muis is het zoogdier met de meeste voorkeur voor onderzoeken naar genoverdrachten vanwege de vele gunstige kenmerken zoals korte oestruscyclus en draagtijd, relatief korte generatietijd, productie van meerdere nakomelingen per zwangerschap (bijv. Strooisel), handige in-vitrofertilisatie, succesvolle kweek van embryo's in vitro enz. Als gevolg hiervan zijn de technieken voor genoverdracht en transgene productie ontwikkeld met behulp van muizen als modellen bij andere dieren. Onlangs werden ratten en konijnen gebruikt voor onderzoek naar genoverdracht.

4. Transgene konijnen:

Konijnen zijn veelbelovend voor gen landbouw of moleculaire landbouw, die zich richt op de productie van herstelbare hoeveelheden van farmaceutisch of biologisch belangrijke eiwitten gecodeerd door de transgenen.

De volgende menselijke genen die coderen voor waardevolle eiwitten zijn overgebracht naar konijnen: interleukine 2, groeihormoon, weefselplasminogeenactivator, al antitrypsine, enz. Deze genen werden tot expressie gebracht in de borstweefsels en hun eiwitten werden uit melk geoogst.

5. Transgene geiten:

Geiten worden geëvalueerd als bioreactoren. Sommige menselijke genen zijn geïntroduceerd in geiten en hun expressie is bereikt in borstweefsel. De eerste resultaten zijn bemoedigend.

6. Transgene schapen:

Er zijn transgene schapen geproduceerd om een ​​betere groei en vleesproductie te bereiken. Menselijke genen voor bloedstollingsfactor IX en voor al-antitryspine zijn bijvoorbeeld overgedragen bij schapen en tot expressie gebracht in borstweefsel. Dit werd bereikt door de genen te fuseren met de borstweefselspecifieke promoter van het runderp-lactoglobulinegen. Het gen voor menselijk groeihormoon is ook bij schapen geïntroduceerd om de groei en vleesproductie te bevorderen. Ze vertoonden echter ook verschillende ongewenste effecten zoals gewrichtspathologie, skeletafwijkingen, maagzweren, onvruchtbaarheid, enz.

In 1990 Tracy, de transgene ooi werd geboren in Schotland.

7. Transgene varkens:

De snelheid van transgene productie bij varkens, schapen, runderen en geiten is veel lager (meestal <1%) dan die bij muizen (meestal tussen de 3-6%). De doelstellingen in transgene varkens (pi hetzelfde, wat varkens betekent), productie zijn (i) verhoogde groei en vleesproductie en (ii) om te dienen als bioreactoren. Transgene varkens die humaan groeihormoon tot expressie brengen vertonen wel een verbeterde groei en vleesproductie, maar ze vertonen ook verschillende gezondheidsproblemen.

In januari 2002 kondigde een therapeutisch bedrijf in Edinburgh de geboorte van een nest van transgene varkensklonen aan.

8. Transgene koeien:

De enige succesvolle transfectietechniek bij koeien is micro-injectie van bevruchte eicellen, die ofwel operatief kan worden gewonnen of kan worden verkregen uit eierstokken die worden geëxtraheerd uit geslachte koeien en in vitro worden gekweekt. De twee belangrijkste doelstellingen van transgene productie zijn als volgt: (i) verhoogde melk- of vleesproductie en (ii) moleculaire landbouw. Verschillende menselijke genen zijn met succes overgebracht in koeien en hebben het borstweefsel tot expressie gebracht; het eiwit wordt uitgescheiden in melk van waaruit het gemakkelijk kan worden geoogst. De naam van de eerste transgene koe is Rosie.

9. Transgene honden:

Dogie is een transgene hond met een uitstekende ruikende kracht. Het werd gebruikt tijdens een aanval op het World Trade Center (WTC) van de VS in 2001 om gewonden te herstellen van een hoop verwoeste gebouwen.

10. ANDI:

DNA van een fluorescerende kwal vis werd geïntroduceerd in een onbevruchte eicel van een Rhesus aap in de reageerbuis. Het diploïde ei onderging splitsing en het vroege embryo werd geïmplanteerd in een draagmoeder. ANDI, de eerste transgene aap werd geboren op 2 oktober 2000. Het is ANDI genoemd, het acroniem van "ingevoegd DNA".

Het krediet voor de productie van ANDI gaat naar Dr. Gerald Schatten van Oregon Health Sciences University, VS.

Dit werk zou nuttig zijn voor het genezen van ziekten zoals borstkanker, de ziekte van Alzheimer, diabetes en aids.

ik. Onlangs worden ratten en konijnen gebruikt voor onderzoek naar genetische overdracht.

ii. De eerste transgene boerderijdieren waren konijnen, varkens en schapen die in 1985 werden geproduceerd.

iii. Het eerste transgene dier was muis die werd geproduceerd in 1981/82.

iv. In planten wordt genoverdracht vaak beschreven met de term "transformatie". Bij dieren is deze term echter vervangen door de term "transfectie".