給世界一個驚喜——轉基因動物
轉基因動物與克隆動物有什麼差異？前者是基因人工操作的產物；而後者僅僅是細胞無性繁殖的產物。轉基因動物在生物界被稱作“活體生物反應器”，它可以按照人類的需要生產所必需的產物。無怪乎人們稱：轉基因動物的出現會給世界一個驚喜！
1.“超級小鼠”誕生了
20世紀70年代中期以來由於基因工程技術的發展，人們逐漸實現了把外源基因導入哺乳動物細胞的願望，如有人將皰疹的tｋ和人的β珠蛋白基因導入小鼠畸胎瘤細胞獲得成功；還有人將小鼠畸胎瘤細胞導入小鼠早期胚胎胚胞腔後得到了嵌合體小鼠。1980年，美國耶魯大學的科學家們將含有兩種病毒DNA的重組質粒以顯微注射方式導入小鼠受精卵的原核內培育出帶有這種外源DNA序列的子代小鼠。在這些研究工作的鼓舞下，華盛頓大學的科學家們將大鼠的生長激素基因導入小鼠的受精卵，也得到了基因組中整合有大鼠生長激素基因的小鼠，該小鼠的體重比普通小鼠高出了二至三倍。這就是1982年美國“自然”雜誌上登載的“超級小鼠”。“超級小鼠”一時成為新聞媒體報道的焦點，一些著名的科學家紛紛撰文對“超級小鼠”帶來的生物學上的革命性意義大為讚揚。
“超級小鼠”就是今天我們津津樂道的轉基因動物的開端。它是用實驗手段將特定的外源基因導入動物早期胚胎細胞並整合至其基因組中，通過生殖細胞係再傳給子代，由此得到的一種含有特定外源基因的“新動物”。轉基因動物體係打破了自然情況下的種間隔離，使基因能在種係關係遙遠的機體間流動；通過轉基因動物的表達可以生產一些具用經濟價值的新型蛋白質，與原核表達係統相比，所生產的蛋白質能夠保持天然生物活性。尤其是通過乳腺作為生物反應器，使大量合成的蛋白質分泌至乳汁中，在收集產品時可以不損害動物個體，因此能夠進行廉價地大量地生產。此外，轉基因動物能有效地回避不利基因，使有利性狀轉移到高產性能的種係中來，以減少回交所需的勞力、財力和時間。近年通過轉基因技術產生的一些實驗動物模型為基礎理論研究和醫學實踐提供的方便。
自“超級小鼠”誕生以來，它對整個生命科學產生了全局性的影響，因此在1991年第一次國際基因定位會上被公認為是遺傳學中繼染色體連鎖分析(20世紀初）、體細胞遺傳(20世紀69年代）和基因重組技術(20世紀70年代）之後的第四代技術，並被列為生物學發展史上126年以來第十四個轉折點。
由於轉基因動物是在其基因組中穩定地整合有以實驗方法導入的外源基因特定DNA片段的動物。因此理論上任何動物都可以通過性係基因操作製成相應的轉基因動物，如轉基因羊、轉基因雞、轉基因魚、轉基因鳥類等等，但目前以哺乳類轉基因動物居多。按基因導入方式的不同，可將轉基因動物大致分為三大類：隨機插入型、同源重組基因剔除型和同源重組基因替換型。隨機插入型，就是將外源基因插入到動物的基因組中；同源重組基因剔除型，就是利用基因的同源重組，將動物某個基因的重要部分置換掉，使該基因遭到破壞；同源重組基因替換型，就是利用基因的同源重組，將動物有缺陷的基因置換成正常基因，從而恢複該基因的功能。
轉基因動物技術的崛起除能提供科學研究所用的動物模型外，還能為人類提供各種藥用蛋白質，具有很高的經濟價值。1990年12月，荷蘭一家製藥公司通過轉基因動物手段，培育出世界上第一頭轉基因乳牛。它的牛奶中含有人乳鐵蛋白。該蛋白為天然有機鐵，很易被機體吸收，孕婦、嬰兒和缺鐵性貧血病人十分需要。用這種轉基因牛生產的牛奶製成的奶粉估計年產值可達50億美元左右。1991年美國一家製藥公司用轉基因綿羊生產α－1抗胰蛋白酶(α1－AT，能治療囊性纖維化病）獲得成功，其表達量最高可達每升羊奶中含60克α1－AT。另一英國科學家小組將胰蛋白酶(可用於治療肺氣腫等疾病）基因轉到山羊中，其中的一隻每天可製造出價值7美元的胰蛋白酶，遠比目前從動物胰腺中提取胰蛋白酶的產量高、成本低。以色列特拉維夫的武爾卡研究所培育的轉基因山羊，每升羊奶含有10克人血清白蛋白，每頭山羊一年就可提供10公斤該蛋白質。芬蘭的科學家將人類紅細胞生成素轉入一頭小母牛，預計它每年分泌的牛奶中可生產137磅該藥物。我國科學家從1985年開始研究基因動物，業已獲得人生長激素、幹擾素、乙肝病毒的轉基因小鼠、轉基因羊等。采用轉基因動物技術，為轉基因藥物產業化和家畜基因工程育種提供了基礎條件。
此外，近年科學家們還設想能用轉基因動物技術來改造動物器官，使移植到人體中的器官不產生或少產生免疫排斥反應，這無疑是人類健康事業的又一福音。在眾多動物中，豬的器官在形狀、大小和功能等方麵都最接近人體器官。因此，科學家們決定首先從轉基因豬著手研究。英國劍橋大學一個研究組在此方麵捷足先登，已培育出轉基因豬，其心髒帶有人體特定基因，可使心髒移植不產生排異反應。可以設想，如果能規模生產可供器官移植用的轉基因豬的心髒、腎髒和肝髒等，對人類而言，將是多大的福音。
轉基因動物研究僅短短10餘年，其成就為世人所矚目。如何提高轉基因的整合表達率、實現基因定點轉移和發現供轉基因所用的新基因是科學家們需要解決的問題。隨著轉基因技術的不斷完善以及基因打靶等技術的日趨成熟，會使轉基因動物研究更上一層樓，並更好地造福於人類。
2.借腹懷胎
如果擁有了優良品種，如何在短時間內大量繁殖，迅速推廣應用。這是畜牧業長期難以解決的問題之一。例如一頭母牛，一年大約僅生一胎，得一頭小牛犢。如此一個優良品種的孕育推廣，非數十年難以有大成效。近10年來，由於生物技術的迅速發展及應用而形成胚胎移植技術，使這一難題迎刃而解。
所謂胚胎移植，也就是人們所說的“人工妊娠”或“借腹懷胎”。它是首先應用於繁殖家畜而發展起來的一種生物工程。
胚胎移植繁殖家畜的應用原理與過程是十分巧妙的。如牛在自然狀態下每次卵隻排1個，應用超數排卵技術可以使母牛多產卵。這就是在母牛發情周期的第9—14天時，注射作為排卵劑的促性腺激素。接著，2—3天後再注射黃體素，再過兩天後母牛就會發情，並能超數排卵。原來隻能排出1個成熟細胞的卵巢，一次就能排出10來個，甚至多達40個以上的成熟卵細胞。這時，選擇優良公牛的精液，或者利用冷凍保存的良種精液，進行人工授精。等待人工授精的母牛發情後的第6—8天，從它的子宮內采取胚胎置於攝氏37度的環境中，於10小時內進行胚胎移植，這就是把它送入養母的子宮內。
胚胎也可保存於低溫，或運往世界各地進行胚胎移植；還可以將胚胎暫時寄存在兔的輸卵管內，使它繼續發育2—4天，以便再運往遠方進行移植。如果胚胎暫時不準備移植，可將它置於—196攝氏度下凍結保存；待將來移植時，把它解凍後仍能正常發育。不過，經凍結的胚胎的1／3會受到損傷。
那麼，胚胎移植的效果怎麼樣呢？據實驗統計，每頭供體母牛經過本次超數排卵處理後，一般可獲得6—7個正常的胚胎(即受精卵），正常的胚胎進行移植，妊娠率為50—60％，即可使3—4頭牛妊娠。還可能有更高記錄，一頭供體母牛經過一次超級排卵可以建立的妊娠數達30頭之多。通常，一頭母牛每年可以誘發排卵17次，但在進行超數排卵時，大多間隔60—80天。如果一年進行5次超數排卵，那麼，一頭供體母牛每年就應使17—18頭養母牛妊娠，若將流產等因素估計在內，它也可能繁育出15頭左右的牛犢。據最高記錄，可育出50餘頭。這與平常的母牛一年一犢相比，胚移植無疑有非常高的繁殖效率。