分享到:

转基因小鼠:后基因组时代的研究利器——生物谷专访赛业生物Cyagen Biosciences中国市场总监孙久峰

2009-10-30 17:24:00
关键词:   转基因小鼠   药物治疗
核心提示: 编者按:转基因动物是指以人工方式将外源基因整合进染色体,且该外源基因能稳定遗传给后代的一类动物。转基因动物用途广泛,可用于生物医药研究、家畜物种改良以及用来生产基因产物的“动物基因药工厂”。小鼠作为最主要的转基因模式动物,被广泛的应用于生命科学和医药研究中。转基因小鼠制备的常用方法有两种:DNA显微注射受精卵和胚胎干细胞注射到囊胚。这两种过程的实施都需要一整套的显微注射设备,包括显微镜,微动操纵仪,显微注射器和微量移液器等。赛业生物科技公司是国内第一家提供转基因小鼠制备商业化服务的专业公司,生物谷Bioon.com有幸采访到赛业生物中国区市场总监孙久峰先生,就转基因小鼠技术及其应用前景进行了访谈。

编者按:转基因动物是指以人工方式将外源基因整合进染色体,且该外源基因能稳定遗传给后代的一类动物。转基因动物用途广泛,可用于生物医药研究、家畜物种改良以及用来生产基因产物的“动物基因药工厂”。小鼠作为最主要的转基因模式动物,被广泛的应用于生命科学和医药研究中。转基因小鼠制备的常用方法有两种:DNA显微注射受精卵和胚胎干细胞注射到囊胚。这两种过程的实施都需要一整套的显微注射设备,包括显微镜,微动操纵仪,显微注射器和微量移液器等。赛业生物科技公司是国内第一家提供转基因小鼠制备商业化服务的专业公司,生物谷Bioon.com有幸采访到赛业生物中国区市场总监孙久峰先生,就转基因小鼠技术及其应用前景进行了访谈。

生物谷:为什么要选择小鼠作为研究人类基因的模式动物呢?

孙久峰:从第一次被作为实验材料到基因组测序的完成,小鼠应用于生命科学研究中已有上百年的历史,成为研究人类遗传疾病的最佳动物模型。它是最小的哺乳动物之一,繁殖和发育速度都特别快,虽然小鼠和人类在体型大小和形态上相差很大,但在生物进化上非常接近。2002年,小鼠基因组测序基本完成,当人们把小鼠和人类的基因组进行对比时,发现二者惊人地相似,99%以上的基因都是同源的,这也进一步证实了小鼠作为人类基因研究工具的价值。人和小鼠基因组序列的大量信息为研究基因功能及其表达调控、胚胎发育和人类疾病的分子机制提供了研究基础和技术手段。这些就是选择小鼠作为研究人类基因动物模型的主要原因。

生物谷:您能给我们谈谈转基因技术是什么时候开始的吗?什么是转基因小鼠?

孙久峰:1981年,Gordon和Ruddle二人首次提出了"转基因(Transgenic)"一词。但是,首个转基因生物--转基因大肠杆菌却早已在1973年诞生。

1974年,Rudolf Jaenisch通过将SV40 病毒的DNA注射到小鼠的囊胚中,创造了第一只携带外源基因的小鼠。后来又有研究人员把Murine leukemia病毒注射到小鼠胚胎得到了能通过生殖系统稳定遗传的小鼠,并且外源基因能在后代中稳定表达。这些能稳定遗传且表达外源基因的小鼠即我们现在一般意义上所说的转基因小鼠。

生物谷:可以具体的谈谈转基因小鼠应用于哪些领域吗?

孙久峰:转基因技术为科研人员全面系统化研究目的基因功能和相关机制创造了条件。因此,转基因生物具有广泛的应用领域,包括生物和医学研究,药品生产,实验医学(如基因疗法),农业等。转基因小鼠可用于基因功能研究、基因调控机制研究、人类疾病模型的病理及治疗研究等。

生物谷:目前国外转基因小鼠技术的现状如何?有很多人使用这项技术吗?

孙久峰:前些年,很多美国、欧洲的实验室自己搭建转基因动物平台,主要是看重这个平台在研究上的巨大潜力。但近些年来,出于经济和技术上的考虑,有些实验室纷纷关闭了转基因动物平台。

转基因小鼠的核心技术是显微注射。这项技术对操作人员的技能要求非常高,维持费用也很高,因此从效益最大化的角度出发,许多实验室选择由学校的中心实验室或商业公司完成相关的显微操作,包括所获得的转基因小鼠的外源基因插入位点、拷贝数的鉴定和目标基因表达情况等。实际上,这种服务已经在美国逐渐普遍化、标准化和商业化。

生物谷:有人说转基因小鼠制备技术存在一定的局限性。请问该项技术的局限是什么?

孙久峰:当然,任何技术都存在局限。目前,这项技术根本的问题在于我们不知道外源DNA片段是如何插入到基因组的,插入的过程是完全随机的。关于这项技术的很多环节还没有定论,例如显微注射DNA何时线性化,目标片段的长度,DNA的浓度,纯化方法,溶液配方,受精卵供体及宿主的遗传背景影响等等。到目前为止,整套实验的成功率并不高,因此需要通过大量的注射来获取足够数量的转基因小鼠。

影响显微注射成功率的另一因素是技术人员的操作技巧和熟练程度。显微注射是一门技术,也是一门艺术,需要长时间的摸索和磨练,而在近期,这一操作被机器完全取代几乎是不可能的。这是个局限,但或许也正是这项技术的魅力所在吧!

生物谷:您能谈一下你们的客户主要是从事哪方面的研究的吗?

孙久峰:目前,赛业的主要客户来自于欧美的生命科学实验室。我们与客户之间有保密协议,所以我不能告诉你他们具体的研究内容,但我可以告诉你一个有趣的现象,我们客户中最大的一部分来自于基因调控研究的实验室。我们知道人和小鼠都有大约3万个基因,但是我们对这些基因的调控序列知之甚少。现在有些实验室在大规模地扫描基因组中原来被我们认为是垃圾的非编码区,以期寻找到具有基因调控功能的序列,这项工作庞大而繁杂,但其意义不亚于人类基因组计划,转基因小鼠正是这项工作的最有利的工具。

生物谷:您能不能在为客户保密的前提下说得再具体一些,他们是如何利用转基因小鼠做这项工作的呢?

孙久峰:好的,我举个例子吧。科学家发现在物种的进化过程中有些非编码区的序列高度保守,这给人们一种提示,即这些高度保守的序列既然不是用于转录蛋白的基因,很可能就是用于调控基因的。一个验证的办法是将这些保守序列与某种标记基因相结合构建载体,用原核显微注射的办法将所构建的载体转入小鼠受精卵中,通过研究转入的标记基因在小鼠胚胎发育过程中的时空表达,推断这些序列的调控机能。这种办法被证明十分有效,因此我们这方面的服务项目也在增加。

生物谷:国内转基因小鼠技术的应用现状是怎样的?

孙久峰:转基因小鼠技术目前被广泛地应用于基础生物研究、医药创新等领域。正如前面我所提到的,在美国,几乎所有的生物实验室都在使用学校中心实验室或是商业公司提供的平台和服务。但在国内,目前仅上海,北京,南京等地的少数单位拥有转基因小鼠技术平台,且他们主要以方便单位内部科研为目的,没有对外广泛地提供商业服务。作为国内首家提供转基因小鼠制备商业化服务的专业公司,赛业希望能够促进这项技术在国内的普及,为中国的生物医药科技贡献出自己的一份力量。

生物谷:近期内,转基因小鼠技术会被其他技术取代而淘汰吗?这项技术的下一步发展将是怎样的?

孙久峰:转基因小鼠技术已经存在三、四十年了,其间该技术并没有出现革命性的变化,也没有被其他技术所取代,倒是通过技术的不断进步而日臻完善,可以说转基因小鼠技术经受了时间的考验。

随着现代科学技术的进步,越来越多的元素加入到转基因小鼠技术中,使这项技术日益完备。譬如胚胎的激光打孔技术,它能实现精确的显微注射,具有高精度和高重复性,能提高整体成功率。另一项近些年的新技术是直接将携带目的基因的慢病毒载体注射到原核,通过感染的方法高效地将外源基因转入到胚胎。这些新技术我们也正在尝试。

我认为转基因技术有着不可替代的优势,将在可预见的很长一段时间里发挥作用。虽然这项技术仍需不断完善,但在近期出现革命性的跳跃或被其他技术取代的可能性并不大。

# # #

关于赛业(广州)生物科技有限公司

赛业生物科技有限公司(以下简称"赛业")是美国Cyagen Biosciences Inc.(以下简称"Cyagen")旗下的中国区子公司,依托来自芝加哥大学,麻省理工学院及多家美国生物技术公司的科学团队,专业从事干细胞、分子生物学及转基因模式动物的前沿技术开发,是国内唯一一家面向国际同时提供干细胞、分子生物学及转基因模式动物产品和技术服务的商业化生物科技公司。

目前,Cyagen的客户已经遍布美国和欧洲各个大学生命科学实验室、生物技术研究机构以及药厂,例如哈佛大学医学院、芝加哥大学、耶鲁大学、斯坦福大学、MIT、德国EMBL(European Molecular Biology Laboratory)、Invitrogen、阿斯利康等。随着赛业公司中国业务的开展,越来越多的国内实验室也正在加入赛业的客户名单。

Cyagen网站:www.cyagen.com (英文)    www.cyagen.com.cn (中文)

版权所有,如需转载,请联系生物谷Bioon.com编辑部。Email:editor@bioon.com

生物谷相关专访:
按照性情做科学--生物谷访赛业生物科技首席科学顾问蓝田博士

分享到:
相关文章
ADVERTISEMENT
订阅电子报
点击下面电子报名称可以预览样本