Informatie

11.5: Transgene dieren - Biologie


Een transgeen dier is een dier dat een vreemd gen draagt ​​dat opzettelijk in zijn genoom is ingebracht. Naast het gen zelf bevat het DNA meestal nog andere sequenties om het in het DNA van de gastheer te kunnen inbouwen en correct tot expressie te brengen door de cellen van de gastheer. Er zijn transgene schapen en geiten geproduceerd die vreemde eiwitten in hun melk tot expressie brengen. Transgene kippen zijn nu in staat om menselijke eiwitten te synthetiseren in het "wit" van hun eieren. Deze dieren zouden uiteindelijk waardevolle bronnen van eiwitten moeten blijken te zijn voor menselijke therapie.

Opmerking

In juli 2000 rapporteerden onderzoekers van het team dat Dolly produceerde succes bij het produceren van transgene lammeren waarbij het transgen op een specifieke plaats in het genoom was ingebracht en goed functioneerde.

transgeen muizen hebben de instrumenten geleverd voor het onderzoeken van veel biologische vragen.

Voorbeeld

Normale muizen kunnen niet worden geïnfecteerd met het poliovirus. Ze missen het celoppervlakmolecuul dat bij mensen als receptor voor het virus dient. Normale muizen kunnen dus niet dienen als een goedkoop, gemakkelijk te manipuleren model voor het bestuderen van de ziekte. Echter, transgene muizen die het menselijke gen voor de poliovirusreceptor tot expressie brengen

  • kan worden geïnfecteerd door het poliovirus en zelfs
  • verlamming en andere pathologische veranderingen die kenmerkend zijn voor de ziekte bij mensen ontwikkelen.

Twee methoden voor het produceren van transgene muizen worden veel gebruikt:

  • transformeren embryonale stamcellen (ES cellen) groeien in weefselkweek met het gewenste DNA
  • het injecteren van het gewenste gen in de pronucleus van een bevrucht muizenei

Fig.11.4.1 Methoden om transgene muizen te produceren

De embryonale stamcelmethode - methode 1

Embryonale stamcellen (ES cellen) worden geoogst uit de binnenste celmassa (ICM) van muisblastocysten. Ze kunnen in cultuur worden gekweekt en behouden hun volledige potentieel om alle cellen van het volwassen dier te produceren, inclusief de gameten.

1. Maak je DNA

Bouw met behulp van recombinant-DNA-methoden DNA-moleculen die bevatten:

  • het gen dat u wenst (bijvoorbeeld het insulinegen)
  • vector DNA om de moleculen in te voegen in gastheer-DNA-moleculen
  • promotor- en versterkersequenties om het gen tot expressie te brengen door gastheercellen

2. Transformeer ES-cellen in cultuur

Stel de gekweekte cellen bloot aan het DNA zodat sommigen het zullen opnemen.

3. Selecteer voor succesvol getransformeerde cellen

4. Injecteer deze cellen in de binnenste celmassa (ICM) van muisblastocysten.

5. Embryo-overdracht

  • Bereid een pseudozwanger muis (door een vrouwelijke muis te paren met een gevasectomiseerde man). De stimulus van de paring roept de hormonale veranderingen op die nodig zijn om haar baarmoeder ontvankelijk te maken.
  • Breng de embryo's over in haar baarmoeder.
  • Hoop dat ze implantaat succesvol zijn en zich ontwikkelen tot gezonde pups (niet meer dan een derde wil).

6. Test haar nakomelingen

  • Verwijder een klein stukje weefsel uit de staart en onderzoek het DNA op het gewenste gen. Niet meer dan 10-20% zal het hebben en ze zullen heterozygoot zijn voor het gen.

7. Breng een transgene stam tot stand

  • Koppel twee heterozygote muizen en screen hun nakomelingen op de 1 op 4 die zal zijn homozygoot voor het transgen.
  • Door deze te paren wordt de transgene stam gevonden.

De Pronucleus-methode - Methode 2

1. Bereid je DNA voor zoals in methode 1

2. Transformeer bevruchte eieren

  • Oogst vers bevruchte eieren voordat de zaadkop een pronucleus is geworden.
  • Injecteer de mannelijke pronucleus met je DNA.
  • Wanneer de pronuclei zijn gefuseerd om de diploïde zygote kern te vormen, laat de zygote dan delen door mitose om een ​​2-cellig embryo te vormen.

3. Implanteer de embryo's in een schijnzwangere pleegmoeder en ga verder zoals in methode 1.

Voorbeeld

Deze afbeelding (met dank aan R.L. Brinster en R.E. Hammer) toont een transgene muis (rechts) met een normaal nestgenootje (links). De gigantische muis is ontstaan ​​uit een bevruchte eicel die is getransformeerd met een recombinant DNA-molecuul dat bevat:

  • het gen voor menselijk groeihormoon
  • een sterk muizengen promotor

De niveaus van groeihormoon in het serum van sommige van de transgene muizen waren enkele honderden keren hoger dan in controlemuizen.

Willekeurige versus gerichte gen-insertie

De vroege vectoren die voor geninsertie werden gebruikt, konden het gen (van één tot 200 kopieën ervan) overal in het genoom plaatsen en deden dat ook. Als u echter een deel van de DNA-sequentie kent die een bepaald gen flankeert, is het mogelijk om vectoren te ontwerpen die dat gen vervangen. Het vervangende gen kan er een zijn die:

  • herstelt functie in een gemuteerd dier of
  • schakelt de functie van een bepaalde locus uit.

In beide gevallen vereist gerichte gen-insertie:

  • het gewenste gen
  • neoR, een gen dat codeert voor een enzym dat het antibioticum neomycine en zijn verwanten inactiveert, zoals het medicijn G418, dat dodelijk is voor zoogdiercellen
  • tk, een gen dat codeert voor thymidinekinase, een enzym dat de nucleoside-analoog fosforyleert ganciclovir. DNA-polymerase faalt in het onderscheiden van het resulterende nucleotide en voegt dit niet-functionele nucleotide in in vers replicerend DNA. Dus ganciclovir doodt cellen die de tk gen

Stap 1

Behandel cultuur van ES-cellen met bereiding van vector-DNA.

Resultaten:

  • De meeste cellen de vector niet opnemen; deze cellen worden gedood als ze worden blootgesteld aan G418.
  • In een weinig cellen: de vector wordt willekeurig in het genoom ingevoegd. Bij willekeurige invoeging wordt de gehele vector, inclusief de tk gen, wordt in het DNA van de gastheer ingevoegd. Deze cellen zijn resistent tegen G418 maar worden gedood door gancyclovir.
  • In nog minder cellen: homologe recombinatie komt voor. Stukken DNA-sequentie in de vector vinden de homologe sequenties in het gastheergenoom, en het gebied tussen deze homologe sequenties vervangt het equivalente gebied in het gastheer-DNA.

Stap 2

Cultuur het mengsel van cellen in medium dat zowel G418 als ganciclovir bevat.

  • De cellen (de meerderheid) die de vector niet hebben opgenomen, worden gedood door G418.
  • De cellen waarin de vector willekeurig werd ingebracht, worden gedood door gancyclovir (omdat ze de bevatten). tk gen).
  • Dit laat een populatie van cellen achter die getransformeerd zijn door homologe recombinatie (enkele duizenden malen verrijkt).

Stap 3

Injecteer deze in de binnenste celmassa van muis blastocysten.

Knock-out muizen: wat leren ze ons?

Als het vervangende gen (EEN* in het diagram) niet-functioneel is (een "nul"-allel), zal paring van de heterozygote transgene muizen een stam van "knock-out muizen" homozygoot voor het niet-functionele gen (beide kopieën van het gen op die locus zijn "knock-out"). Knockout-muizen zijn waardevolle hulpmiddelen voor het ontdekken van de functie(s) van genen waarvoor voorheen geen mutante stammen beschikbaar waren. Er zijn twee generalisaties naar voren gekomen. van het onderzoeken van knock-out muizen:

  • Knockout-muizen zijn vaak verrassend onaangetast door hun tekort. Veel genen blijken niet onmisbaar. Het muizengenoom lijkt voldoende redundantie te hebben om een ​​enkel ontbrekend paar allelen te compenseren.
  • De meeste genen zijn pleiotroop. Ze komen op verschillende manieren en op verschillende tijdstippen in ontwikkeling tot uiting in verschillende weefsels.

Weefselspecifieke knock-outmuizen

Terwijl "huishoudelijke" genen tot expressie worden gebracht in alle soorten cellen in alle stadia van ontwikkeling, worden andere genen normaal gesproken alleen in bepaalde soorten cellen tot expressie gebracht wanneer ze worden ingeschakeld door de juiste signalen (bijvoorbeeld de komst van een hormoon).

Om dergelijke genen te bestuderen, zou je verwachten dat de hierboven beschreven methoden zouden werken. Het blijkt echter dat genen die alleen in bepaalde volwassen weefsels tot expressie komen, toch van vitaal belang kunnen zijn tijdens de embryonale ontwikkeling. In dergelijke gevallen overleven de dieren niet lang genoeg om hun knock-out-gen te bestuderen. Gelukkig zijn er nu technieken waarmee transgene muizen gemaakt kunnen worden waarbij een bepaald gen in slechts één type cel wordt uitgeschakeld.

De Cre/loxP Systeem

Een van de bacteriofagen die E. coli infecteert, P1 genaamd, produceert een enzym - Cre genoemd - dat zijn DNA in stukken snijdt die geschikt zijn om in verse virusdeeltjes te worden verpakt. Cre knipt het virale DNA overal waar het een paar sequenties tegenkomt loxP. Al het DNA tussen de twee loxP plaatsen wordt verwijderd en het resterende DNA weer aan elkaar geligeerd (het enzym is dus een recombinase). Met behulp van "Methode 1" hierboven kunnen muizen transgeen worden gemaakt voor

  • het gen dat codeert voor Cre, gehecht aan een promotor die alleen wordt geactiveerd wanneer het wordt gebonden door dezelfde transcriptiefactoren die de andere genen aanzetten die nodig zijn voor de unieke functie(s) van dat type cel;
  • een "doelwit"-gen, degene waarvan de functie moet worden bestudeerd, geflankeerd door loxP sequenties.

Bij het volwassen dier

  • die cellen die
    • signalen ontvangen (bijvoorbeeld de komst van een hormoon of cytokine)
    • om de productie van de benodigde transcriptiefactoren in te schakelen
    • om de promotors te activeren van de genen waarvan de producten nodig zijn voor dat specifieke soort cel
    zal ook de transcriptie van het Cre-gen inschakelen. Het eiwit ervan zal dan het "doelwit" -gen dat wordt bestudeerd verwijderen.
  • Alle andere cellen zullen de transcriptiefactoren missen die nodig zijn om aan de Cre-promoter (en/of eventuele versterkers) te binden, zodat het doelgen intact blijft.

Het resultaat: een muis met een bepaald gen is alleen in bepaalde cellen uitgeschakeld.

Knock-in muizen

de Cre/loxP systeem kan ook worden gebruikt om

  • DNA-sequenties verwijderen die gentranscriptie blokkeren. Het "doel"-gen kan dan worden gedraaid Aan in bepaalde cellen of op bepaalde tijden zoals de onderzoeker dat wenst.
  • vervang een van de eigen genen van de muis door een nieuw gen dat de onderzoeker wil bestuderen.

Dergelijke transgene muizen worden "knock-in" muizen genoemd.

Transgene schapen en geiten

Tot voor kort werden de in schapen geïntroduceerde transgenen willekeurig in het genoom ingebracht en werkten vaak slecht. In juli 2000 werd echter succes gemeld bij het inbrengen van een transgen in een specifieke genlocus. Het gen was het menselijke gen voor alfa1-antitrypsine, en twee van de dieren brachten grote hoeveelheden van het menselijke eiwit tot expressie in hun melk.

Dit is hoe het is gedaan.

In weefselkweek groeiende schapenfibroblasten (bindweefselcellen) werden behandeld met een vector die deze DNA-segmenten bevatte:

  1. 2 regio's die homoloog zijn aan de schapen COL1A1 gen. Dit gen codeert voor Type 1 collageen. (De afwezigheid ervan bij mensen veroorzaakt de erfelijke ziekte osteogenesis imperfecta.)

    Deze locus werd gekozen omdat fibroblasten grote hoeveelheden collageen afscheiden en men dus zou verwachten dat het gen gemakkelijk toegankelijk zou zijn in het chromatine.

  2. Een neomycine-resistentiegen om te helpen bij het isoleren van die cellen die de vector met succes hebben opgenomen.
  3. Het menselijke gen dat codeert voor alfa1-antitrypsine.

    Sommige mensen erven twee niet- of slecht functionerende genen voor dit eiwit. Het resulterende lage niveau of afwezigheid veroorzaakt de ziekte Alfa1-antitrypsine-deficiëntie (A1AD of Alfa1). De belangrijkste symptomen zijn schade aan de longen (en soms aan de lever).

  4. Promotorsites van de bèta-lactoglobuline gen. Deze bevorderen hormoongestuurde genexpressie in melkproducerende cellen.
  5. Bindingsplaatsen voor ribosomen voor efficiënte translatie van de bèta-lactoglobuline-mRNA's.

Succesvol getransformeerde cellen werden vervolgens

  • Gefuseerd met ontkernde schapeneieren en geïmplanteerd in de baarmoeder van een ooi (vrouwelijk schaap)
  • Verschillende embryo's overleefden tot hun geboorte, en twee jonge lammeren leefden meer dan een jaar.
  • Wanneer ze werden behandeld met hormonen, scheidden deze twee lammeren melk af die grote hoeveelheden alfa1-antitrypsine bevatte (650 µg/ml; 50 keer hoger dan eerdere resultaten met willekeurige insertie van het transgen).

Op 18 juni 2003 verliet het bedrijf dat dit werk deed het vanwege de hoge kosten van het bouwen van een faciliteit voor het zuiveren van het eiwit uit schapenmelk. Zuivering is belangrijk, want zelfs wanneer 99,9% zuiver is, kunnen menselijke patiënten antilichamen ontwikkelen tegen de kleine hoeveelheden schapeneiwitten die overblijven.

Een ander bedrijf, GTC Biotherapeutics, heeft echter volgehouden en kreeg in juni 2006 de voorlopige goedkeuring om een ​​menselijk eiwit, antitrombine, in Europa op de markt te brengen. Hun eiwit - het eerste gemaakt in een transgeen dier dat door de regelgevende instanties werd goedgekeurd voor therapie bij de mens - werd uitgescheiden in de melk van transgene geiten.

Transgene kippen

Kippen groeien sneller dan schapen en geiten en er kunnen grote aantallen van dichtbij worden gekweekt. Ze synthetiseren ook enkele grammen eiwit in het "wit" van hun eieren. Twee methoden zijn erin geslaagd kippen te produceren die vreemde genen dragen en tot expressie brengen.

  • Embryo's infecteren met een virale vectordrager
    • het menselijke gen voor een therapeutisch eiwit
    • promotorsequenties die zullen reageren op de signalen voor het maken van eiwitten (bijv. lysozym) in eiwit
  • Hanensperma transformeren met een menselijk gen en de juiste promotors en controleren op eventuele transgene nakomelingen.

Voorlopige resultaten van beide methoden geven aan dat het voor kippen mogelijk is om in elk ei dat ze leggen wel 0,1 g menselijk eiwit te produceren.

Dit zou niet alleen minder moeten kosten dan het produceren van therapeutische eiwitten in kweekvaten, maar kippen zullen waarschijnlijk de juiste suikers toevoegen aan geglycosyleerde eiwitten - iets wat E. coli niet kan.

Transgene varkens

Transgene varkens zijn ook geproduceerd door normale eieren te bevruchten met zaadcellen waarin vreemd DNA is verwerkt. Deze procedure, die sperma-gemedieerde genoverdracht (SMGT) wordt genoemd, kan op een dag mogelijk transgene varkens produceren die kunnen dienen als bron van getransplanteerde organen voor mensen.

Transgene primaten

In het nummer van 28 mei 2009 van Natuur, meldden Japanse wetenschappers succes bij het creëren van transgene zijdeaapjes. Marmosets zijn primaten en dus onze naaste verwanten (tot nu toe) die genetisch gemanipuleerd moeten worden. In sommige gevallen werd het transgen (voor groen fluorescerend eiwit) ingebouwd in de kiembaan en doorgegeven aan de nakomelingen van het dier. De hoop is dat deze transgene dieren het beste model tot nu toe zullen bieden voor het bestuderen van menselijke ziekten en mogelijke therapieën.


3 belangrijke voorbeelden van transgene dieren | Genetica

De volgende punten benadrukken de drie belangrijke voorbeelden van transgene dieren. De voorbeelden zijn: 1. Dolly klonen 2. Transgene muizen 3. Reporter-systeem.

Voorbeeld # 1. Dolly klonen:

In februari 1996 rapporteerden Ian Wilmut en medewerkers van het Roslin Institute en PPL Therapeutics, beide in Edinburgh, Schotland, in het tijdschrift Nature dat ze met succes een schaap hadden gekloond uit een cel uit de uier van een zesjarige ooi.

Het gekloonde lam kreeg de naam Dolly. In het verleden waren genetisch identieke dierlijke embi's alleen gemaakt met amfibiecellen, en die gemaakt van volwassen kernen waren nooit met succes volwassen geworden. Klonen waarbij de kernen afkomstig waren van foetale cellen of cellen van cellijnen was eerder succesvol geweest bij zoogdieren. Het woord kloon betekent een genetisch identieke kopie maken.

Om een ​​dier te klonen, is het noodzakelijk om te beginnen met een ei, de enige cel waarvan bekend is dat deze de ontwikkeling initieert en ondersteunt. Om een ​​individu te klonen, is het noodzakelijk om een ​​ei zonder kern te krijgen en er vervolgens een kern van bekende oorsprong in te transplanteren.

Technieken voor kerntransplantatie waren in de jaren vijftig met kikkers en padden uitgewerkt. De Schotse wetenschappers slaagden erin schapeneieren te verkrijgen, ze te verwijderen (hun kernen te verwijderen) en vervolgens over te brengen in donorkernen door de donorcellen en de ontkernde eieren te fuseren met een elektrische puls.

De elektrische puls leidde ook tot de ontwikkeling van het ei. Hoewel slechts één van de negenentwintig geïnitieerde zwangerschappen succesvol was, leek het geboren lam in alle opzichten normaal, aangezien het nakomelingen had voortgebracht.

Anderen hadden dit soort experimenten met veel soorten dieren geprobeerd, waaronder muizen. Ze waren om verschillende redenen niet succesvol. De meest waarschijnlijke verklaring voor het recente succes is volgens wetenschappers dat de donorcellen enkele dagen in een niet-groeifase werden gehouden, waardoor ze mogelijk gesynchroniseerd zijn met de eicel.

De kern en de eicel bevonden zich dus in hetzelfde stadium van de celcyclus en waren dus compatibel. Andere reorganisatie die moest plaatsvinden in de donorchromosomen zijn niet echt bekend, maar één ding is duidelijk: de kern van een volwassen cel bij het schaap heeft al het genetische materiaal dat nodig is om de normale groei en ontwikkeling van het ei te ondersteunen. Het werk is sindsdien herhaald met geiten, runderen en muizen.

Er zijn verschillende gevolgen voor het succes van dit werk:

1. Het klonen van zoogdieren kan een routineprocedure worden. Dit zou ons in staat stellen de ontwikkeling van zoogdieren te bestuderen en genetisch identieke individuen te repliceren, in het bijzonder transgene dieren die een bepaald genoom van waarde zouden hebben.

2. We kunnen deze technieken ook gebruiken om veroudering te bestuderen, aangezien een 'oude' kern bij het initiëren van de ontwikkeling van een nieuw organisme.

3. Van belang is ook de interactie van een bepaald genoom met een bepaald cytoplasma, aangezien het cytoplasma niet alleen het materiaal bevat dat nodig is voor vroege ontwikkeling, maar ook celorganellen, waaronder mitochondriën die hun eigen genetisch materiaal hebben.

Voorbeeld # 2. Transgene muizen:

Dierlijke cellen kunnen, net als de protoplasten van plantencellen, vreemde chromosomen of DNA direct uit de omgeving opnemen met een zeer lage efficiëntie (in aanwezigheid van calciumfosfaat). Het direct injecteren van het DNA verbetert de efficiëntie aanzienlijk.

Transgene muizen worden nu bijvoorbeeld routinematig bereid door DNA te injecteren in eicellen of een- of tweecellige embryo's die zijn verkregen van vrouwelijke muizen na een geschikte hormonale behandeling.

Na injectie van ongeveer 2 picoliter (2 x 10-12 liter) gekloond DNA, worden de cellen opnieuw geïmplanteerd in de baarmoeders van receptieve vrouwelijke gastheren. Bij ongeveer 15% van deze injecties wordt het vreemde DNA in het embryo opgenomen.

Transgene dieren worden gebruikt om de expressie en controle van vreemde eukaryote genen te bestuderen. In 1988 was een transgene muis die vatbaar was voor kanker, het eerste genetisch gemanipuleerde dier dat werd gepatenteerd. De muis biedt dus een uitstekend model voor het bestuderen van kanker. (Er ontstond een controverse over de vraag of gemanipuleerde hogere organismen octrooieerbaar zouden moeten zijn, momenteel zijn ze dat wel).

Muizen zijn al succesvol getransfecteerd met een rattengroeihormoongen en er zijn transgene schapen geproduceerd die het gen voor een menselijke stollingsfactor tot expressie brengen. Het laatste recombinant-DNA-dispuut ontstond door het klonen van schapen in 1997.

De transfectie kan ook worden gemedieerd door retrovirussen (RNA-virussen die het gen voor reverse transcriptase bevatten). Een retrovirale vector werd bijvoorbeeld geritrodeerd en herstelde menselijke witte bloedcellen zonder het enzym adenosinedeaminase.

Een retrovirus dat verantwoordelijk is voor een vorm van leukemie bij knaagdieren, de Moloney Murine leukemievirussen, werd zo gemanipuleerd dat alle virusgenen werden verwijderd en vervangen door een antibioticummarker (neomycineresistentie) en het menselijke adenosinedeaminasegen.

Het virus bindt zich aan het celoppervlak en wordt in de cel opgenomen, het RNA wordt door reverse transcriptie omgezet in DNA en het DNA wordt opgenomen in een van de cellen, de chromosomen. Het sterk gemodificeerde virus kan de cellen niet aanvallen en beschadigen.

Voorbeeld # 3. Verslaggeverssysteem:

Er worden twee reportersystemen gebruikt om aan te geven dat een transfectie-experiment succesvol was. Planten kunnen worden getransfecteerd met de Ti-plasmiden van Agrobacterium tumefaciens. Wanneer een plant wordt geïnfecteerd met A. tumefaciens dat het Ti-plasmide bevat, wordt een kroongaltumor geïnduceerd die het T-DNA-gebied overdraagt.

Die cellen die met het T-DNA zijn getransfecteerd, worden geïnduceerd om te groeien en ook om opines te produceren waarmee de bacteriën zich voeden. Veel recent onderzoek heeft zich geconcentreerd op het manipuleren van Ti-plasmiden om andere genen te bevatten die ook tijdens infectie naar de waardplanten worden overgebracht, waardoor transgene planten ontstaan. Een reeks experimenten was bijzonder charmant.

Tabaksplanten zijn getransfecteerd door Ti-plasmiden die het luciferase-gen van vuurvliegjes bevatten. Het product van dit gen katalyseert de ATP-afhankelijke oxidatie van luciferine, dat licht uitzendt. Wanneer een getransfecteerde plant wordt bewaterd met luciferine, gloeit hij als een vuurvlieg. De waarde van deze experimenten is niet de productie van gloeiende planten, maar veeleer het gebruik van de gloed om de werking van specifieke genen te 'rapporteren'.

In verdere experimenten werden de promotors en versterkers van bepaalde genen aan het luciferasegen vastgemaakt. Als gevolg hiervan zou luciferase alleen worden geproduceerd wanneer deze promotors werden geactiveerd, dus de gloeiende delen van de plant laten zien waar het getransfecteerde gen actief is.

Een van de recenter gerapporteerde systemen die is ontwikkeld, maakt gebruik van een gen uit kwallen dat groen fluorescerend eiwit produceert. De waarde van dit systeem is dat het 'rapporteert' wanneer er ultraviolet licht op valt, in plaats van dat het een toevoeging vereist, zoals in het luciferasesysteem (zie Tamarin, 2002).


Transgene dieren

Transgene muizen en andere dieren. Een van de eerste rapporten van transgene dieren die in december 1982 werden gepubliceerd, betrof de overdracht van het groeihormoon (GH) gen (van rat) gefuseerd aan de promotor voor het muis metallothioneïne 1 (MT) gen. Sindsdien zijn er veel transgene dieren geproduceerd, waaronder die bij runderen, schapen, geiten, varkens, konijnen, kippen en vissen die in de toekomst voor verschillende doeleinden zullen worden gebruikt, waaronder

(i) hun efficiëntie bij het gebruik van diervoeders

(ii) het vermogen om mager vlees te geven,

(iii) hun vermogen om sneller tot verkoopbare omvang te groeien en

(iv) hun resistentie tegen bepaalde ziekten.

Meer dan dit worden de laatste tijd inspanningen geleverd om transgene dieren als levende bioreactoren te gebruiken. Transgene dieren die voor dit doel worden geproduceerd, zullen waardevolle recombinante eiwitten en geneesmiddelen afscheiden in hun melk, bloed en urine die kunnen worden gebruikt voor de extractie van deze geneesmiddelen. Deze nieuwe mogelijkheid om medicijnen te maken via transgene dieren wordt vaak omschreven als 'moleculaire landbouw' of 'moleculaire pharming'.

Genafkortingen – ALV = aviaire leukosevirus alAT = Al anti-trypsine BPV = boviene papillomavirus Eu = immunoglobuline zware keten FIX = factor IX: GH = groeihormoon GRF = groeiafgevende factor, β Gal = β galactosidase hygo = hygromycine BLG = β – lactoglobuline MT= metallothioneïne MLV= moloney muizenleukemievirus c-myc = een cellulair proto-oncogen REV = reticuloendotheliose PRL = prolactine SV= SV = SV 40 TK = thymidinekinase AFP = antivries-eiwit tPA = humaan weefselactivatorplasma .

Hoewel aanvankelijk veel experimenten die leidden tot de productie van transgene dieren geen commercieel aantrekkelijke resultaten opleverden, is in enkele recente gevallen wel succes geboekt. Enkele van deze gevallen zullen hier worden besproken.

Transgene geiten.

Transgene geiten werden onlangs met succes geproduceerd door groepen onder leiding van John McPherson en Karl Ebert, beide uit de VS. Deze transgene geiten brachten een heteroloog eiwit (een variant van plasminogeenactivator van het menselijk weefseltype = LAtPA) tot expressie in hun melk. Dit eiwit wordt gebruikt voor het oplossen van bloedstolsels, dwz voor de behandeling van coronaire trombose. Een cDNA dat LAtPA vertegenwoordigt, werd gekoppeld aan ofwel de murine whey acid promoter (WAP) ofwel een β caseïne-promoter in een expressievector en gebruikt voor het injecteren van vroege embryo's die chirurgisch waren verkregen uit de eileiders van superovulatieve melkgeiten. Deze geïnjecteerde embryo's werden ofwel onmiddellijk overgebracht naar de eileiders van ontvangende vrouwtjes (surrogaatmoeders) of 72 uur gekweekt (geblokkeerd in het 8-16-celstadium), voordat ze werden overgebracht naar de baarmoeder of ontvangende vrouwtjes van 29 nakomelingen van 36 ontvangers, één man en één vrouw bevatte het transgen. Het transgene vrouwtje bracht vijf nakomelingen voort, waarvan er één transgeen was en de expressie van LAtPA vertoonde bij een laag niveau van enkele milligrammen per liter melk. In een ander geval van een transgene geit konden enkele grammen LAtPA per liter melk worden verkregen. Bij deze concentratie kan de melkgeit een economisch levensvatbare bioreactor voor humane geneesmiddelen worden.

Transgene koeien.

Bij de meeste eerdere pogingen (in Canada) voor de productie van transgene koeien werden in vivo geproduceerde embryo's of bevruchte eicellen gebruikt. Bevruchte oöcyten of pro-embryo's werden operatief verwijderd uit superovulatieve en kunstmatig geïnsemineerde koeien. Micro-geïnjecteerde zygoten werden vervolgens operatief overgebracht, hetzij rechtstreeks in de eileider van ontvangende koeien, hetzij in tijdelijke gastheren zoals schapen of konijnen. Gezien twee chirurgische ingrepen is deze methode arbeidsintensief en duurder.

In ‘Nederland’ is recentelijk (1991) een techniek ontwikkeld voor in vitro embryoproductie. In deze nieuwe procedure werden eicellen verkregen uit de eierstokken van slachthuiskoeien in vitro gerijpt en bevrucht. Hun pronuclei werden micro-geïnjecteerd met een construct dat een runder-alfa '8211 Sl casei-promotor (rund = os) bevat die een cDNA aanstuurt dat codeert voor het antibacteriële menselijke ijzerbindende eiwit, 'lactoferrine'. De embryo's werden gekweekt tot het morula/blastula-stadium en vervolgens niet-chirurgisch overgebracht naar ontvangende vrouwtjes. Twee van de 19 kalveren geboren uit 103 overgedragen zygoten waren transgeen (een mannetje en een ander vrouwtje). Deze procedure kan het gebruik van koeien als bioreactoren op commercieel niveau vergemakkelijken.

Transgene vissen.

Alilempis begon in 1985 met het produceren van transgene vissen en er zijn enkele bemoedigende resultaten behaald. De genen die zijn geïntroduceerd door micro-injectie in vissen zijn onder meer:

(i) menselijk of rattengen voor groeihormoon,

(ii) kippengen voor delta-kristallijn eiwit,

(iii) E. coli-gen voor -galactosidase,

(iv) E.coli-gen voor neomycineresistentie,

(v) winterbotgen voor antivrieseiwit (botplatvis),

(vi) regenboogforelgen voor groeihormoon.

De techniek van micro-injectie is met succes gebruikt om transgeen te genereren bij veel soorten, zoals karper, meerval, goudvis, modderkruiper, medaka, zalm, tilapia, regenboogforel en zebravis. Bij andere dieren (bijv. muizen, koeien, varkens, schapen en konijnen) is meestal directe micro-injectie van gekloond DNA in mannelijke pronuclei van bevruchte eieren zeer succesvol gebleken, maar bij de meeste vissoorten die tot nu toe zijn onderzocht, kunnen pronuclei niet gemakkelijk worden gevisualiseerd (behalve in medaka), zodat het DNA in het cytoplasma moet worden geïnjecteerd.

Eieren en sperma van volwassen individuen worden verzameld en in een aparte droge container geplaatst. De bevruchting wordt gestart door water en sperma aan de eieren toe te voegen, onder zacht roeren om het bevruchtingsproces te vergemakkelijken. Eierschalen worden gehard in water. Ongeveer 10° tot 10° moleculen van gelineariseerd DNA in een volume van 20 ml of minder worden binnen de eerste paar uur na de bevruchting op micro-geïnjecteerde wijze in elk ei (1-4 cellenstadium) geïnjecteerd. Na micro-injectie worden de eieren geïncubeerd in geschikte broedschalen en worden dode embryo's dagelijks verwijderd.

Aangezien bij vissen de bevruchting extern is, is het in vitro kweken van embryo's en de daaropvolgende overdracht naar pleegmoeders (vereist in zoogdiersystemen) niet vereist. Verder is de injectie in het cytoplasma niet zo schadelijk als die in de kern, zodat de overlevingskans bij vissen veel hoger is (35% tot 80%).

Het gen voor menselijk groeihormoon dat op transgene vissen werd overgebracht, maakte een groei mogelijk die twee keer zo groot was als voor hun overeenkomstige niet-transgene vissen (goudvis, regenboogforel, zalm). Evenzo werd het gen voor antivrieseiwit (AFP) in verschillende gevallen overgedragen en werd de expressie ervan bestudeerd in transgene zalm. Er werd aangetoond dat het niveau van AFP-genexpressie nog steeds te laag is om bescherming te bieden tegen bevriezing. Er is ook een rapport (in 1991) van de productie van transgene zebravissen van een Indiaas laboratorium (Madurai Kamraj University). In deze poging werd een plasmide dat het groeihormoongen van de rat bevat micro-geïnjecteerd in bevruchte zebraviseieren, en de aanwezigheid ervan werd bevestigd in volwassen vissen.

Transgene varkens.

De efficiëntie van de productie van transgene varkens is nog steeds erg laag in vergelijking met die van de productie van transgene muizen. Bij muizen ontwikkelde 2,5% tot 6% van de micro-geïnjecteerde eieren zich tot transgene muizen, maar bij varkens was deze frequentie slechts 0,6%, zelfs wanneer maar liefst 7000 eieren werden geïnjecteerd. Ondanks deze lage frequentie zijn er transgene varkens die het groeihormoon (GH)-gen dragen van runderen (van 'os'-oorsprong) van de mens en schapenglobine-gen geproduceerd (door V.G. Purse) bij Agriculture Research Service, Beltsville, VS. De varkens die het hGH-gen droegen vertoonden verschillende expressieniveaus en slechts 66% van deze dieren vertoonde detecteerbare niveaus van hGH en bGH in hun plasma. De dieren groeiden iets sneller maar werden niet groot, evenmin vertoonden varkens met het schapenglobine-gen om onbekende redenen geen enkele expressie van het transgen. Bij deze transgene varkens werd echter een bescheiden toename van 10-15% in het dagelijkse gewicht en 16-18% in de voerefficiëntie waargenomen, die weliswaar lager is dan die bij muizen, maar vergelijkbaar is met die verkregen door dagelijkse injectie met varkens groeihormoon. Er werd ook waargenomen dat er een duidelijke vermindering van het onderhuidse vet was bij sommige van deze transgene varkens, wat de mogelijkheid suggereert om mager vlees met een lager vetgehalte te produceren. Deze resultaten kunnen een aanzienlijke impact hebben op de jaarlijkse varkensindustrie van 9,5 miljard dollar in de VS.

Er is ook gemeld dat een langdurige verhoging van het groeihormoon in het algemeen schadelijk was voor de gezondheid. De varkens hadden een incidentie van maagzweren, artritis en verschillende andere ziekten. Daarom zullen er technieken moeten worden ontwikkeld om de transgenexpressie beter te manipuleren door een verscheidenheid aan methoden (bijvoorbeeld het veranderen van de genetische achtergrond of het aanpassen van het houderijregiment).

Transgene schapen.

De mate van transgenese bij schapen is erg laag (0,1 tot 0,2%). Dit kan worden verbeterd, als alleen transgene levensvatbare embryo's (na noodzakelijke controle) worden overgedragen aan draagmoederschapen (vrouwelijke schapen). Embryo's in het 8-16 celstadium kunnen in twee delen worden gesplitst, een voor voortgezette kweek en de andere voor detectie van geïntegreerde genen met behulp van polymerasekettingreactie (PCR). Hoewel micro-injectie de meest gebruikelijke methode is voor DNA-afgifte, kan in de toekomst meer en meer gebruik worden gemaakt van gentargeting. Bij deze benadering worden embryonale stamcellen (ES) in kweek overgebracht met een vector die het gen naar een bepaalde plaats stuurt door homologe recombinatie (zoals hierboven besproken). De techniek, hoewel met succes gebruikt bij muizen, moet nog worden toegepast op schapen, waar eerst ES-cellen moeten worden geïsoleerd.

De eerste rapporten van transgene schapen werden gepubliceerd door J.P. Simons (1988) uit Edinburgh. Er werden twee transgene ooien geproduceerd, elk met ongeveer 10 kopieën van het humane anti-hemofiele factor IX-gen (cDNA) gefuseerd met het 10,5 kb BLG-gen (BLG = β-lactoglobuline). BLG-gen werd gebruikt, omdat het nodig is voor specifieke expressie van gen in borstklieren. Bijgevolg had het gen een weefselspecifieke expressie en ooien scheidden menselijke factor IX (of alfa-1-antitrypsine) af in hun melk. Deze menselijke factor IX is actief, hoewel de expressie van transgeen laag is. De transgene ooien werden geboren in de vroege zomer van 1986 en werden in december met succes gedekt. In 1987 baarde elke ooi één lam. Elk lam erfde het BLG-F IX-transgen en scheidde factor IX uit in de melk. Dit programma voor de productie van transgene dieren door J.P. Simons in Edinburgh werd gefinancierd door Pharmaceutical Proteins Ltd. (Cambridge, VK) vanwege de commerciële aantrekkingskracht.

In een ander rapport (gepubliceerd in 1991), eveneens uit Edinburgh, werden vijf transgene schapen geproduceerd (Alan Colman en collega's). In al deze gevallen betrof het transgen de fusie van de -lactoglobuline-genpromotor van schapen gefuseerd met het humane aq, antitrypsine (h a 1 AT) gen. Vier van deze dieren waren vrouwelijk en één mannelijk. Bij één vrouw heeft het eiwit Ath a 1 AT reached a level of 35 grams per litre of milk. The protein purified from milk had a biological activity indistinguishable from human plasma derived antitrypsin. The deficiency for h a 1 AT leads to a lethal disease emphysema, (BC-22), which is a common hereditary disorder among caucasian males of European descent. Therefore any strategy giving high yield of this protein economically will be most welcome. In view of this, transgenic sheep with h a 1 AT gene will prove very useful as a bioreactor.

Recombinant DNA technique can also be used to increase the ability of sheep for wool growth. For this purpose, genes essential for synthesis of some important amino acids found in keratin proteins of wool, have been cloned and introduced in embryos to produce transgenic sheep. For instance, genes (cysE and cysM) for two enzymes (serine acetyl transferase = SAT and O-acetylserine sulphydryase = OAS), involved in cystein biosynthesis, were isolated from bacteria and cloned in a vector. These genes were introduced in sheep cells, ultimately leading to the production of transgenic sheep, where these genes are expressed. Growth hormone (GH) genes have also been introduced and can be used to promote body weight. Other genes involved in wool production have also been cloned and well be used for transgenesis, thus increasing the potential of wool production through genetic engineering.


Transgene dieren

The growth in the field of molecular biology and biotechnology is due to the intensive research using transgenic animals. However, there are many ethical issues regarding the use of transgenic animals, because, the genome of transgenic animals is deliberately modified. The first transgenic animals called chimeric mice were created by combining two cells taken from two different embryos of different strains. This gave rise to a single embryo, which was implanted into a surrogate mother to give birth to a chimeric mouse.

Specially designed transgenic animals are used to study gene regulation and effects of genes on the normal functions of the human body and its development. To study the role of insulin in humans, genes from a rabbit or a mouse are introduced into another mouse, which then gives birth to transgenic animals having the altered gene for insulin. Then, the biological effects of the newly introduced gene are studied to obtain information about the role of insulin in the human body.

Transgenic animals are also used for understanding how genes contribute to the development of a disease and thereby help in treatments for diseases such as cancer, cystic fibrosis, rheumatoid arthritis and Alzheimer’s disease. Transgenic animals are used to produce expensive biological products such as alpha one antitrypsin used for the treatment of emphysema, at a cheaper rate. Even attempts for treatment of genetic disorders such as phenylketonuria or PKU and cystic fibrosis were made.

The first transgenic cow, Rosie, produced human protein enriched milk containing 2.4 grams of human protein in every litre. This milk contained the human gene alpha-lactalbumin which made it a more nutritionally balanced product than natural cow milk. The transgenic animals are also being used to test the safety of vaccines before using on humans and to test and study the toxicity of chemicals. The creation of transgenic animals has even reduced the overall use of laboratory animals.

Samenvatting

The growth in the field of molecular biology and biotechnology is due to the intensive research using transgenic animals. However, there are many ethical issues regarding the use of transgenic animals, because, the genome of transgenic animals is deliberately modified. The first transgenic animals called chimeric mice were created by combining two cells taken from two different embryos of different strains. This gave rise to a single embryo, which was implanted into a surrogate mother to give birth to a chimeric mouse.

Specially designed transgenic animals are used to study gene regulation and effects of genes on the normal functions of the human body and its development. To study the role of insulin in humans, genes from a rabbit or a mouse are introduced into another mouse, which then gives birth to transgenic animals having the altered gene for insulin. Then, the biological effects of the newly introduced gene are studied to obtain information about the role of insulin in the human body.

Transgenic animals are also used for understanding how genes contribute to the development of a disease and thereby help in treatments for diseases such as cancer, cystic fibrosis, rheumatoid arthritis and Alzheimer’s disease. Transgenic animals are used to produce expensive biological products such as alpha one antitrypsin used for the treatment of emphysema, at a cheaper rate. Even attempts for treatment of genetic disorders such as phenylketonuria or PKU and cystic fibrosis were made.

The first transgenic cow, Rosie, produced human protein enriched milk containing 2.4 grams of human protein in every litre. This milk contained the human gene alpha-lactalbumin which made it a more nutritionally balanced product than natural cow milk. The transgenic animals are also being used to test the safety of vaccines before using on humans and to test and study the toxicity of chemicals. The creation of transgenic animals has even reduced the overall use of laboratory animals.


Knockout Mice: What do they teach us?

If the replacement gene (A* in the diagram) is nonfunctional (a "null" allele), mating of the heterozygous transgenic mice will produce a strain of "knockout mice" homozygous for the nonfunctional gene (both copies of the gene at that locus have been "knocked out").

  • Knockout mice are often surprisingly unaffected by their deficiency. Many genes turn out not to be indispensable. The mouse genome appears to have sufficient redundancy to compensate for a single missing pair of alleles.
  • Most genes are pleiotropic. They are expressed in different tissues in different ways and at different times in development.

The Zebrafish: Genetics, Genomics and Informatics

Gembu Abe , . Koichi Kawakami , in Methods in Cell Biology , 2011

D Discussion

Transgenesis using the Tol2 transposon system is highly efficient. 50–70% of fish injected with the Tol2 system at the one-cell stage and grown up to the adulthood are germline-transmitting founder fish that can transmit the transgene to their offspring. In aanvulling, Tol2-mediated transgenesis has the following merits. First, transgenic fish carrying a single copy transgene integration can easily be created, whereas transgenic fish constructed by the plasmid DNA injection method often carry transgene concatemers at a single locus whose expression is silenced ( Stuart et al., 1988 ). Second, end-to-end integration of the transgene is guaranteed. Third, the transposon insertion does not cause gross rearrangement of the integration locus. Since the integration site is clean, it can be analyzed by PCR-based methods such as inverse PCR ( Kawakami et al., 2000, 2004 ), and adaptor-ligation PCR ( Kotani et al., 2006 Urasaki et al., 2006 ).


Class 12 Biology Chapter 12: Transgenic Animals

Animals whose genomes have been modified are known as Transgenic Animals. A foreign gene is inserted into the original genome of the animal to change its DNA. This method is used to improve the genetic traits of the targeted animal. The first ever transgenic animal was chimeric Mice, they were created by combining two cells taken from two different embryos of different strains. 

In the starting phases, genetic improvement was done by selective breeding methods. In which, the animals having required genetic qualities were mated for producing Individuals with Improved genetic characteristics. This method was quite successful, but was later replaced by recombinant DNA technology due to higher time consumption and higher expenses.

Define Transgenic Animals

The process of production of transgenic animals is known as Transgenesis. In which a foreign gene with desired qualities is introduced into the genetics of the targeted animal. The foreign gene introduced is known as the Transgene, and the Animal whose genome is changed is known as Transgenic. The genes are then passed further on to the next generations. 

Specifically designed transgenic animals are used to study the effects of genes on normal functioning of the human body & its development. They are also used to understand how genes contribute to the development of a disease and then help in treatments of various diseases. Transgenic animals are also used to produce expensive biological products at cheaper rates.Transgenic animals are genetically modified, that is why they are also known as Genetically Modified Animals (Organisms). 

ਏigure: The process of production of Transgenic animals

Methods For Producing Transgenic Animals

The Transgenic Animals are created by the various methods explained below : 


Physical Transfection

In the Physical Transfection method, the Gene of desired characteristics is directly injected into the pronucleus of the Fertilised Ovum. This was the first method to become effective in Mammals and was applicable to a large variety of species. Some other methods of Physical Transfection are particle bombardment, ultrasound & electroporation.


Chemical Transfection

One of the Chemical processes of gene Transfection is transformatie. In this method, DNA of the targeted animal is taken up in presence of Calcium Phosphate. In this method, the DNA & calcium phosphate co-precipitates, which eases in DNA uptake. The mammalian cells have the ability to take up foreign DNA from the culture medium. 


Retrovirus-Mediated Gene Transfer 

In order to enhance the chances of expression, the genes are conveyed by means of a vector. As retroviruses are capable of infecting the host cell, they are used as vectors so that they can transfect the desired genes into the targeted animal&aposs genome.


Viral Vectors 

In this method, various viruses are used to transfect rDNA into the Animal cell. The viruses have the ability to infect the Host Cell, express well as well as replicate systematically. 


Bactofection 

Bactofection is the method by which genes of interest are transferred into the genome of the targeted animal with the help of bacteria.

Some Transgenic Animals

Some examples of Transgenic Animals are as follows,
Transgenic Mice

The process wherein by injecting DNA into oocytes of 1-2, the transgenic mice are developed is called Embryos taken from Female Mice. After injecting the DNA, the Embryo is implanted into the baarmoeder van Receptive Females.

Figure: Transgenic mice.

Dolly Sheep

Dolly, the sheep was the very first mammal to be cloned with the help of an adult cell. In this process, the udder cells from a Finn Dorset white sheep of 6 years old were injected into an unfertilized ei from a Scottish Blackface ewe, whose nucleus was removed. Met de hulp van electrical pulses, the cell was made to fuse. After fusion of the cell nucleus with the egg, the resulting embryo- was cultured for the next 6-7 days. The embryo was then implanted into another Scottish Blackface Ewe, which was responsible for the birth of Transgenic Sheep, Dolly .

Some Applications of Transgenic Animals 

It is because the benefits are provided to the man that the Transgenic Animals are being created. Some of them are given below: 


Biological Products

Various biological products such as Medicines & Nutritional Supplementen are obtained from transgenic animals. Research is still going on for manufacturing medicines in order to treat the diseases like hereditary emphysema and phenylketonuria. De eerste Transgenic Cow, produced milk which contained 2.4 gram human protein per litre. This milk can also be given to babies as a substitute of natural cow milk.

Normal Physiology and Development

Foreign Genes are introduced into Transgenic Animals, due to which the growth factor alteres. Which is why these animals are helpful for the study of Gene Regulation and their effects on the Functioning of the Body.


Study About Diseases

These animals are specially structured for the analysis of the role of genes in the development of certain diseases. Additionally, in order to come up with a cure for these diseases, the transgenic animals are used as model organisms.

For instance, there are various Transgenic models for diseases such as Alzheimer&aposs en Kanker.


Vaccine Safety

Before the vaccines are injected into humans, the transgenic animals are used as model organisms. This is for testing the safety of the vaccines.

Veel Gestelde Vragen

Que. Can the Transgenic Animals created in labs be released into the Ecosystem?

Ans. Nee , because if they are released into the Ecosystem they can spread to the natural population and cause an imbalance in the Ecosystem.

Que. How does a transgenic cow differ from a Normal/Natural cow?

Ans. Transgenic cows are the genetically modified (GM) cows. An extra gene or genes gets inserted into their DNA. That Extra Gene may come from the different species or from the same species .

Que. Are knockout mice also a Example of transgenic Animals?

Ans. Ja, they are also Genetically Modified Mouse in which an existing gene has been Inactivated by replacing it with an artificial piece of DNA.

Que. What was the unique Application of the milk obtained from the first transgenic cow ?

Ans. The First ever transgenic cow (Rosie) gave milk which had human alpha-lactalbumin. It was a more balanced product nutritionally for human babies than milk of a natural cow.

Ques. What are the Ethical Issues of Transgenic Animals ?

Ans. Genetic Engineering and selective breeding violate the animal rights as they involve manipulating animals .In this the animals are used for the Wellbeing of Humans.Rather than treating them being of value in themselves .

Que. What are the methods of creating transgenic animals?

Ans. The methods of creating transgenic animals are,

Physical transfection- In the Physical Transfection method, the Gene of desired characteristics is directly injected into the pronucleus of the Fertilised Ovum. This was the first method to become effective in Mammals and was applicable to a large variety of species. 

Chemical transfection- One of the Chemical processes of gene Transfection is Transformation. In this method, DNA of the targeted animal is taken up in presence of Calcium Phosphate. In this method, the DNA & calcium phosphate co-precipitates, which eases in DNA uptake. 

Retrovirus-mediated gene transfer- In order to enhance the chances of expression, the genes are conveyed by means of a vector. As retroviruses are capable of infecting the host cell, they are used as vectors so that they can transfect the desired genes into the targeted animal&aposs genome.

Viral vectors- In this method, various viruses are used to transfect rDNA into the Animal cell. The viruses have the ability to infect the Host Cell, express well as well as replicate systematically. 

Bactofection- Bactofection is the method by which genes of interest are transferred into the genome of the targeted animal with the help of bacteria.


Transgenes in genetically modified food are safe for human consumption

So, you’ve bought a new pair of jeans and you love them. You wear them every single day…you even sleep in them. They were made with transgenic cotton, so your skin, the largest organ in your body, is in constant contact with the transgenic fibers of the cotton. Should you be worried that you’ll absorb the bollworm toxin from the cotton through your skin and be poisoned by it? The answer is no, and here’s why:

  1. The cotton is dead plant tissue. Its cells are no longer expressing genes, including that toxic transgene.
  2. The transgene was toxic to bollworm larvae, not to mammals.

Okay, so the transgenic cotton you wear cannot harm you. But what about the transgenic food we eat, like tomatoes, soy, or corn? Most of the corn and soy grown in the US is transgenic. Why shouldn’t we worry about eating transgenic (versus non-transgenic) plants?

  1. As with cotton, the food plant DNA and the transgenes in it are in the plant cells, which are dead by the time they reach your table, much less enter your digestive system. They do not have the ability to express themselves, and the proteins those genes make are not harmful to mammals.
  2. Your body absorbs nutrients (vitamins, minerals) and sugars from food in the intestine. The plant matter itself, including the DNA, stays on the “outside” of your body, because the digestive system is basically just a long tube that runs through your body but never connects to the inside. It only has two openings, the mouth and anus, and both of those go to the outside of the body.

Transgenic Fly Virtual Lab

This interactive, modular lab explores the techniques used to make transgenic flies and demonstrates how these flies can be used to study gene expression.

Scientists use transgenic organisms, which contain DNA that scientists inserted in the organisms’ genomes, to research many biological processes. In this lab, students produce and conduct experiments with virtual versions of transgenic Drosophila fruit flies. Students first create transgenic flies that glow when a gene involved in circadian rhythms is activated. They then use these flies in three experiments to examine gene expression under different conditions and in different locations in the fruit fly’s body. Throughout this lab, students engage in key science practices, including evaluating a hypothesis, collecting data, and interpreting graphs.

The lab contains an interactive lab space, an informational notebook, and embedded quiz questions. It also includes supplementary resources, such as a glossary of scientific terms, images of equipment and tools, and a list of references.

The accompanying worksheet provides structure and guidance as students perform the tutorials, experiments, and quizzes in the lab.

Student Learning Targets
  • Describe how recombinant DNA technology is used to produce transgenic organisms.
  • Explain how transgenic organisms can be used to explore biological processes.

Explain how light production through a reporter gene is used as an external marker of internal molecular events.


Bekijk de video: Methoden der Bakteriengenetik (Januari- 2022).