更值得注意的是,即使老鼠已經患了氣喘,再注射基因疫苗,發現也有很好的治療效果。 這項研究成果是全世界的首例報告,引起相當廣泛的重視,包括歐美等數家大藥廠分別與我們接洽合作研發及臨床試驗,專利權目前正在申請之中。 自1983年,美國聖路易斯華盛頓大學和孟山都生物技術公司聯合研究生產出的世界第一例轉基因作物:抗除草劑轉基因菸草的誕生[3][4],轉基因作物的增產能力使得轉基因技術在農業上應用的重要性開始彰顯。 基因改良水果、蔬菜及園藝類產品 中央研究院利用阿拉伯芥中找到對乙烯反應鈍化的基因,將此基因轉殖到青花菜後,發現在室溫夏青花菜可維持1個星期以上的翠綠。
由於基因編輯技術並未如基因轉殖技術引入外源基因,故目前學界的共識認為與傳統育種法或突變育種法的效果較為接近,僅是更高效、更精準的方式得到我們想要的基因表現。 2018年3月,美國農業部(U.S. Department of Agriculture)發表聲明,認為只要基因編輯的植物不包含任何外來遺傳物質,將不會對使用CRISPR等基因編輯技術產生的作物採取任何管制措施2,即是為此種想法背書。 腺相關病毒,來自於parvovirus病毒家族,是擁有單鏈DNA的基因組的小型病毒。
基因轉殖例子: 擔心午餐肉罐頭不健康嗎?ANEW植物午餐肉不只低熱量低脂肪 蛋白質和膳食纖維還更多
2007年,基因治療17年後阿香緹成長至21歲雖然狀況穩定,但仍須藉傳統的藥物治療控制症狀。 11位SCID病童進行基因治療,其中9名成功治癒了,但其中一名在兩年後卻發生白血球大量增生的現象,發現是因為有些反轉錄病毒將轉移基因插入非預期的位置(LMO2 gene),破壞了此基因,以致無法控制細胞分裂而產生癌症。 1998年,美國費城賓州大學一位十九歲男孩利用腺病毒(adenovirus)進行基因治療,隔年卻於治療期間死亡。 由此可知,基因治療的發展雖然為遺傳疾病帶來無限希望卻也充滿許多不可知的風險。 反轉錄病毒的遺傳本質是RNA分子,而其宿主細胞的遺傳物質是DNA。
轉殖病毒鞘蛋白(Coat protein, CP)基因以育成抗病毒病作物也是熱門的研究領域,如木瓜抗輪點病毒病。 以上的轉殖基因技術均是轉移單一基因,未來的研究課題將是如何運用基因轉殖或分子標記進行數量基因的改良。 油菜(Canola)是由加拿大育種家所培育出的特殊油菜。 此型油菜油也是所有動植物油中,飽和脂酸含量最低的油品,符合現代人的食用油需求,目前佔據加拿大植物油市場的70%,佔美國植物油市場的10%,同時也名列世界農產貿易的第五位,僅次於稻米、小麥、玉米及棉花。
基因轉殖例子: 病毒組成
當病毒將自身的遺傳物質送入細胞後,會先把病毒的RNA反轉錄成DNA,再嵌入宿主細胞的染色體中,目標基因即經由細胞複製與分裂的過程,傳遞至下一代的子細胞中。 因此若使用反轉錄病毒做為基因轉殖媒介,目標基因可以有長效性的表現。 在「人類的好伙伴—昆蟲桿狀病毒:醫生的助手」一文中,提到了這種方法的應用,就是所謂的「基因療法」,其主要是輸入額外的正常基因,生產功能正常的重組蛋白質,用來修補或取代病人及動物喪失功能與致病的基因,使細胞恢復正常功能,讓病患得以恢復健康。 這方法可以說是患有先天性疾病者的福音,理論上成功的話,就不再需要終生服藥來緩解症狀。 對於「基因療法」想獲得更多細節的讀者,可以閱讀「基因治療的過去與展望」一文。
受精卵顯微注射法:利用顯微注射的方式,將重組過的DNA直接注入受精卵的原核中。 由於大到數百Kb的DNA片段,都可用此方法送入受精卵中,因此,這是目前最常使用的方式,也是用來產生異種基因轉殖動物的方法。 因此,有的可能出現數個複製的外源基因,同時插入同一位點的情形,從而干擾著基因的正常表現,影響基因轉殖動物的正常發育與代謝;有的個體可能因基因插入位點不合適,而無法表現產物;有的個體基因複製過多而導致表現過量,干擾自身正常的生理活動。
基因轉殖例子: 發展概況
值得注意的是,一篇投稿於科學期刊的論文指出了一個有趣的現象:儘管大多數人對生物科技的信心普遍居高,對基因改造食品卻並非如此,且比例相差懸殊[7]。 且當科學家進行後續研究探討巨大差距的形成原因時,超乎他們意外的是對基改不信任的原因竟然顯示出明顯的區域特性:儘管在全球調查中反對基改者的比例大致相同,他們之所以反對的原因卻大相逕庭。 在歐洲,消費者憂慮基改食品的潛在風險和不實的廣告訊息;在美國,消費者的主要考量是宗教原因[7]。
4.國際貿易:「生物資訊學」現在成為就業市場上的搶手貨;藥廠與生物科技公司彷彿發現了綠色的金礦,蜂湧而入的投入基因工程的研究;從不同的生物、不同的組織、不同病態的細胞中取出基因,創造另一個新的基因,每一個新的基因又牽引出無限商機。 據估計,基因改造食品將具有高經濟價值,全球的基因改造作物在1999年只有二十一億美元(約合新台幣七百億元)的銷售金額,然而,兩年後立刻成長到二百五十億美元。 其高經濟價值,引發了重大國際貿易障礙與環保條約之衝突及跨國生技公司貿易壟斷的問題。 許多研究均指出基改在市場上得到的消費者信任遠低於傳統食品。 舉例來說,2000年,一項在澳洲、巴西、加拿大、法國、德國、日本、英國和美國等八國所實施的大規模調查(超過5000名受訪者)中,68%的消費者指出他們將不願意購買已知內成分含有基改的食品[6][7]。 另一項在日本施測的問卷中,不願意購買基改食品的比例為64%[7][8]。
基因轉殖例子: 基因轉殖蔬果對人體的影響
由於技術的方便,在植物的育種方面,也突破了本來需要10-15年培育的老方法,現在,在實驗內以人工基因轉移方式育種,已是輕而易舉。 基因工程是改變生物的遺傳組成使用的技術,包括了刪除可遺傳材料,和將生物體外直接製備的DNA導入宿主或細胞,然後與宿主融合或雜交。 [5] 這涉及使用重組核酸(DNA或RNA)技術來形成可遺傳材料的新組合,然後通過載體系統(基因工程載體)間接地或通過顯微注射、大量注射和微囊化技術直接地摻入該材料。 S蛋白是這次專家研究快篩、抗體、疫苗的重要材料,科學家在缺乏真正病毒的情況下,可先製造出S蛋白的基因序列片段,再透過基因工程、細胞培養的方式加以合成。 中國疫情爆發後,馬徹實驗室在第一時間向基因合成公司下訂單,著手S蛋白合成作業,日前不僅已將合成、萃取出的醣蛋白材料提供給合作夥伴,也希望基於開放科學的精神,提供國內有需要的研究者。
二、提高動物產毛性能:如以類胰島素IGF-I基因植入後,羊之產毛量平均提高了6.2%。 三、提高食用肉質量:增加家畜食用肉品的蛋白質,減少脂肪含量。 四、提高乳汁分泌量與營養含量:使牛、羊乳汁增產,營養提高,或是獲得自然情況下所不具備的營養成份。 五、提高抗力:如將抗凍魚蛋白植入溫帶魚種體內,可增強其抗寒能力。 其他抗病、抗旱、耐環境壓力之生物性狀,亦可透過基因轉殖技術而提高。
基因轉殖例子: 倫理問題
從這個重組性胰島素整個過程來看,我們需要下列訊息與技術才能完成這個工作。 (二)需要能夠將這個胰島素基因選殖出來,亦就是需要基因選殖技術。 (三)需要有基因剪接技術才能將胰島素基因接至基因表現載體上;這個工作在目前都是利用限制酵素(Restriction Enzyme)來進行,已是一種標準作法。 (四)需要有基因轉殖技術,這才能將胰島素基因送入細菌中表現以生產胰島素。 (五)需要有蛋白質純化技術,這才能將胰島素自細菌溶解液中萃取出來。 這些技術當然也可應用到其他具有醫療或是工業價值的重組性蛋白質的生產上。
因為「抗原的大小」會影響免疫反應,抗原太長、太大,可能發生「抗體依賴性免疫加強反應」(ADE),不僅無法中和病毒,反而使得病毒感染的狀況變得更嚴重;抗原太小,又容易被身體免疫系統給忽略。 然而,免疫發炎反應太過激烈導致的細胞激素風暴,無法被即時關掉。 加上許多免疫細胞參與其中,如 T 細胞、B 細胞、巨噬細胞等,並且釋放出多種促發炎細胞激素,例如 IFN-γ、IL-1、IL-6、IL-12 和 IL-17、TNF-α 等。 甚至發炎調控轉錄因子 NF-κB 也被發現參與其中,如此錯綜複雜的體內免疫反應,使得建立該類型的小鼠模型成為一件困難的事。 CRISPR 還要克服哪些技術難題,才能安全的編輯人體基因? 一旦找到了,Cas9 立刻剪開「被認出」的 DNA 片段。
基因轉殖例子: 基改食物不安全?基因改造改什麼?【知識專題】
藍/白篩是一種載體遺傳篩選技術,它可以快速且方便的檢測重組細菌中以載體DNA為基礎的分子複製實驗。 該載體再被植入到宿主細胞(細菌),如果載體重組DNA可行,將其在有X-gal的存在下生長。 此時的細菌,他的質體若有插入此載體DNA,則會產生白色菌落;反之,若細胞轉型沒有插入此載體DNA,則菌落即呈藍色。 圖一中所示就是一個稱為載體(vector)的環形核酸,具有抗藥性基因,這樣當轉殖到大腸桿菌的時候,可以在培養基中加入這種抗生素,這樣細菌如果含有這個載體就會存活,其他沒有該載體的就會滅亡。 基因轉殖例子 另外一個基因ori,是該載體在細菌體內複製時的起點,如果沒有這樣的基因,則載體不會複製,那麼會在細菌繁殖中失落。 生物的特性是存在染色體的基因裡,染色體是以去氧核糖核酸(DNA)為主組成(病毒是以RNA或DNA組成遺傳物質)。
在「食安」事件層出不窮的社會,社會大眾對食品安全要求越來越重視,然而對於一些有關基改產品的輿論,常見似是而非的論調,往往造成錯誤觀念印象或產生迷思以致人心惶惶。 本篇文章簡要介紹基因改造的相關觀念,釐清常見的「迷思」,也簡單說明我國對於基改作物的管理與監控,使讀者對基因改造有更正確的認識。 大量測定的基因組序列資訊催生了一個新的研究領域——基因組學,研究者利用計算機軟體查找和研究生物的全基因組中存在的規律。 基因組學也能夠被歸類為生物資訊學(利用計算的方法來分析生物學資料)下的一個領域。 特定的胺基酸序列決定了對應蛋白質的獨特的三維結構,而蛋白質結構則與它們的功能緊密相連。 [43][44] 一些蛋白質是簡單的結構分子,如形成纖維的膠原蛋白。
基因轉殖例子: 生物科技的應用:農業生物技術
透過細胞分裂寄住生物應該能夠複製從原始細胞帶來的特徵。 最早使用重組DNA的是細菌,因此它也是重組DNA的經典例子。 在醫學中透過使用病毒載體可以把重組DNA插入到細菌的質體結構中去[1]。 基因轉殖例子 但相反的,台灣目前的基因轉殖魚技術卻可以用來創造在暗光下能產生各種色彩螢光的觀賞魚品系,進而大大增加觀賞魚類的附加價值。 它們可以是由人類血液萃取而成或藉使用基因工程技術所合成。 目前有不同純度產品,依照製造過程的不同可分為中純度到非常高純度。
為迎接未來的生產挑戰,生物技術無疑地將與傳統種子公司攜手併進,提供全球的糧食需求。 抗蟲轉基因作物雖可減少殺蟲劑的使用,但是大面積地種植轉Bt基因作物,是否會加速抗藥性昆蟲的產生也是大眾關心的問題,站在生技公司的立場也是不希望此種狀況產生,因為如果在短短數年間便產生抗藥性昆蟲,多年的研究成果便無法回收。 因此如何避免過大的環境壓力,加速昆蟲抗藥性的產生是生技公司的重要課題,以孟山都的抗蟲棉花為例,該公司便要求契約農民必須種植4%非Bt基因棉花且完全不噴藥,或種植20%非Bt基因棉花,但可噴用非蘇力菌的農藥,以避免過大的生物壓力。 除了轉殖基因技術改變作物育種方法之外,分子標記也改變了作物育種的方法。 分子標記一般指DNA層次的變異,如DNA限制切脢片段多形性(RFLPS)及逢機擴增DNA片段多形性(RAPD)等等,這些DNA片段的多形性多由電泳分離之條帶位置判定。 分子標記的優點為標記的數量多,對作物的生育無顯著的致命性,所以每個標記都依循孟德爾遺傳定律分離,較少產生分佈偏離理想分離比的現象。
基因轉殖例子: 遺傳學
不過也有人認為這個供給不足問題實際上不存在,因為它是在使用一個錯誤的前提的情況下獲得的結果[6]。 4.改良農作物的營養成分 一般期盼之營養特性,像是增加稻米的蛋白質含量,或是降低作物中的脂肪含量...等等。 至於維生素A、碘與鋅等世界性營養缺乏的問題,更可能經由基因重組的技術,使作物成為營養強化的自然食品。 增加法:為了改變動物或植物的表現性狀,而從某一物種抽取特定基因,將其殖入另一動物或植物的基因組內,例如將人類黃體素的基因轉殖入酵母菌中以大量生產避孕藥所需的主成份;又如把抗除草劑的基因殖入大豆裏,使大豆能夠抗除草劑。 目前已可以將細菌、病毒、昆蟲、動物,甚至人類的基因,引入植物內,製造基因改造植物。
- 進一步的測試使用PCR,南方墨點法(Southern印跡),並且進行DNA測序以確認生物體含有新基因。
- 複製(cloning)的使用與經典生物學中的重組DNA有關。
- 基因序列上的單個核苷酸變化(密碼子改變)可能會導致所編碼蛋白質的胺基酸序列相應改變。
- 目前市面上的基因轉殖大豆 99% 為耐除草劑大豆。
- 雖然基因含有生物體所需功能的所有資訊,環境依然在確定生物體最終的表現型中發揮著重要作用;這種兩面性被稱為「先天與後天」,也可以說,一個生物體的表現型依賴於遺傳與環境的相互作用。
- 反式作用元件是病毒性的元素,它可以在不同的DNA分子進行編碼。
- 顯微注射法雖然不像前兩種方法需要專屬的昂貴儀器操作,但也需要維持濕度,並在冷氣房中的光學顯微鏡下進行,一邊觀察一邊操作,操作者需要有專注、耐心與熟練度,成功機率會較大。
在DNA複製的過程中,第二鏈的聚合中偶爾會產生複製錯誤。 這些錯誤被稱為突變,它們能夠對於一個生物體的表現型產生影響,特別是當它們位於一個基因的蛋白質編碼區中時。 錯誤率通常非常低:每0.1 - 1億個鹼基才會出現1個錯誤;這是由於DNA聚合酶具有「校對」能力。 [53][54] 沒有校對機制則錯誤率會增加1000倍,例如許多病毒所依賴的DNA或RNA聚合酶缺乏校對能力,這使得病毒複製過程具有很高的突變率。
基因轉殖例子: 美國首支COVID-19疫苗注入人體,台灣也傳佳音
將質體轉入細菌中,再在洋菜平板培養基上生長這些細菌(來分離菌落克隆),然後研究者們就可以用克隆菌落來擴增插入的質體DNA片斷(這一過程被稱為分子克隆)。 凡是對作物於基因層次上進行修改或重組,以達到某種特定目標,都可通稱之為基因改良作物(Genetically Modified Organism;GMO) 或稱基因轉殖作物。 從表面上來看,基因改良作物與普通作物似乎沒有任何區別,只是多了能使它產生額外特性的基因。
基因轉移最初用於研究基因的功能,即把外源基因導入受體生物體基因組內(一般為模式生物,如阿拉伯芥或斑馬魚等),觀察生物體表現出的性狀,達到揭示基因功能的目的。 但是由於經基因改造過的作物,其花粉容易使野草近親受精,所以不可以種植在這些近親植物的附近。 調節法:去除或增加某固定基因的控制因子,可以改變生物特性的表現程度,甚至是功能,造成調整生物生命特性。 如調節菜籽油內控制飽和脂肪酸的基因,使其減少製造飽和脂肪酸,降低菜籽油的飽和脂肪酸含量。 2012年8月,《美國臨床營養學雜誌》發表黃金大米研究論文後,綠色和平組織與媒體對其中違規利用兒童實驗產生關注,從而發現了實驗中的違規行為。
基因轉殖例子: 人體基因編輯是在編什麼?五分鐘搞懂基因神剪 CRISPR
基轉基改作物全身細胞都帶有構築體,都可以產生外來的蛋白質,或者雙股RNA。 基因轉殖例子2023 Β-半乳糖苷酶此蛋白質是編碼在乳糖操縱子中lacZ的基因,它在其活性狀態是以同源四聚體的形式存在。 基因轉殖例子 然而,擁有M15菌株的大腸桿菌突變體的β-半乳糖苷酶具有被刪除的N-末端殘基11-41,該突變體中,ω-肽無法形成的四聚體,即失去活性。 該突變體蛋白的形式,因N-末端片段有α-肽的存在,其蛋白質可完全恢復其具活性的四聚體狀態。
這次最早在進行人體測試的mRNA疫苗開發公司Moderna,就是受到CEPI的資助。 前院長翁啟惠是世界醣分子領域的權威,因對複雜的多醣體和醣蛋白的合成有原創性的貢獻,而獲諾貝爾獎前哨的「沃爾夫化學獎」。 其團隊成員、中研院基因體研究中心研究員馬徹,去年才發表成功開發新式的單醣流感疫苗,目前也投入了2019新型冠狀病毒疫苗的研究。 目前進度最快、最受矚目的當屬美國公司Moderna研發的mRNA疫苗,亦屬核酸疫苗,但進一步省去轉錄的步驟,直接在人體中轉譯出蛋白質,期望可以比DNA疫苗更加安全。 不過mRNA疫苗容易被胞外核糖核酸酶降解掉,可能影響有效性。 最後,譚主任表示,基因轉殖小鼠的實驗數據,仍需以謹慎的角度來看待,即使在動物模型中能夠模擬細胞激素風暴,但未來在人體試驗也未必能獲得相同的結果,這點是所有研究人員須要特別留意的地方。
基因轉殖例子: 使用和方法
有性繁殖的過程是一個介於基因組單拷貝(單倍體)和雙拷貝(雙倍體)之間的一個轉換過程。 [23] 雙倍體生物通過不複製DNA的分裂來形成單倍體,所生成的單倍體子細胞含有每對姐妹染色體中的任意一個。 兩個單倍體細胞融合併將各自的遺傳物質組合在一起來重新生成一個含配對染色體的雙倍體細胞。 多數動物和許多植物在它們的生命周期的多數時間內是雙倍體,只有生殖細胞為單倍體形式。 美國食品及藥物管理局2015年11月批准美國水產生技公司培育的基因改造鮭魚生產且上市,是第一個動物基改食品的案例[9]。
標記則是一個含有抗抗菌素特徵的基因,或者其它有用的基因,比如可以顯示重組DNA被成功插入的螢光基因[1]。 複製位點則標誌著限制酶應該劈開的一個或者多個位點[1]。 基因轉殖例子 此外農桿菌的Ti質體可用來把陌生的DNA插入多種植物的基因中。 其它把重組DNA插入真核生物的方法有同源重組和使用被更改的病毒。
基因轉殖例子: 發現天然食用藍色素新來源!食品巨頭瑪氏可望將其商業運用、替代人工色素!
凝固因子活性的保存必須將血漿製成新鮮冷凍血漿(FFP)。 基因轉殖例子2023 第一,它必須是新鮮的,因為抽出血液中的凝固因子的活性會隨著時間快速的消失。 第三,如果要止血則必須輸注大量的全血,然而這足量的全血將造成血液循環的過度負載並導致心臟衰竭。
譬如使用逆轉錄病毒載體治療的10例X連鎖重度複合型免疫缺陷病(X-SCID),患者中,有4例因載體整合在原癌基因LMO2等的附近,激活下游基因的表達而罹患白血病。 但此問題最近開始得到解決,比如利用鋅指核酸酶技術在幹細胞的DNA的安全位點插入野生型珠蛋白基因,基因編輯後獲得的含正常β-珠蛋白基因的幹細胞分化形成的紅血球能表達正常的β-珠蛋白。 目前將基因重組科技運用到作物及食品的歷程,依目的性及發展性的不同,分為三個世代:第一代:僅針對作物進行抗旱、抗蟲的簡單改變。 第二代:增加一些功能性,例如添加維生素 A,以防止夜盲症的黃金米。