转基因动物研究可以使人类更好地对付各种疾病。在对付遗传病的战斗中，最关键的武器是掌握科学知识。科学家要最终战胜各种遗传疾病，首先必须搞清楚每种病的致病机理。利用转基因动物可以为研究遗传疾病的基因治疗打开方便之门。人类伦理道德一般不允许直接对人的受精卵进行基因操作，因而只有将处理过的体细胞移植到遗传病患者体内。但这种操作具有一定的危险性，必须首先在动物体内进行试验。所以，通过培育缺陷性状矫正的动物新品系，不仅可以从根本上彻底消除动物的一些遗传性疾病，而且可以为这类疾病的基因治疗提供宝贵的经验和动物模型。

　　迄今为止，这方面的研究已取得了不少进展。 又如下面一则报道《生物工程兔奶能治疗致命性疾病》：纽约（路透社）--一种转基因工程的兔奶能治疗婴儿期一严重的代谢性疾病。研究人员透露已有4位患有糖原累积病（一种的罕见导致肌肉发育障的遗传性疾病）的婴儿成功地得到了治疗。

　　糖原累积病的患儿缺乏一种处理肝糖原（储存在肌肉里的作为能量来源的糖和淀粉的产物）的酶。当这种酶缺乏或失去作用的时候，糖原就逐渐积累并损伤肌肉包括心脏。

　　7月29日的《THE LANCET》刊物上，荷兰研究者说这种缺乏的酶能被兔奶代替，因为这种转基因的兔子能分泌含有此酶的奶。鹿特丹Sophia儿童医院的Ans Van der Ploeg博士和他的同事们每周给患儿静脉使用从兔奶中提取的酶，12周后，患儿体内的酶含量达到了正常，所有的这四位患儿均度过了一年危险期。

　　研究者说这种兔奶的酶能促进患儿肌肉和心脏的功能，并能维持到一岁。被称为"超现实期望发展的里程碑"。

　　虽然这些患儿将来会怎样还要进一步观察，Van der Ploeg等成员说这种转基因动物的奶是治疗这种疾病的"可靠来源"。

　　在前面介绍基因疗法时，我们曾列举了不少遗传疾病基因治疗成功的例子。事实上，每一次基因治疗实施之前，都已用转基因动物做了大量实验。例如，1989年分离出CF基因，3年后科学家制造出了具有这种疾病的转基因鼠，随即在这种鼠身上进行了大量基因转移和基因矫正试验，以便搞清CF疾病的分子机理。接着又在这种鼠身上试验了大量的药物以便控制这种疾病。在总结了大量经验的基础上，才对人实行了CF病的基因治疗。

　　转基因动物不仅可以用来摸索基因疗法的经验，而且还可能为因患病而导致某个器官功能衰退的病人提供健康的器官，如心、肝、肾等。例如，几年前，英国剑桥的几位科学家为一只猪胚胎导入了人的基因，因而培育出了世界上首例具有人的基因的转基因猪，在世界上引起强烈反响，许多报刊都?quot;具有人类心脏的猪"为题对这头名叫阿斯特丽德（Astrid）的猪进行了报道。目前，这种转基因猪已发展到数百头。科学家的目的是希望这种转基因猪能为人类提供健康的器官。现在，他们已在进行把转基因猪的器官移植到灵长目动物身上的试验，预计移入人体的试验将在本世纪末得以实施。如果这项计划能够成功的话，那么将解决人类备用器官的缺乏，使千百万名患者脱离死亡。遗传学研究的飞速进展使人相信，总有一天，转基因动物会成为未来的器官工厂。

　　研究转基因动物还有另外一个十分重要的目标，那就是培育具有更优良性状的转基因动物。基于这一目的，科学家已培育出了转基因兔、鸡、羊、猪和鱼等。尽管成就不菲，但进一步的研究过程中还存在着一些障碍。例如，有些动物性状如瘦型或产奶多的控制基因不止一个。为了控制一个性状，需导入几个基因，光是寻找这些基因就是一项十分艰巨的任务。科学家正在探索之中。

　　众所周知，全世界每年要吃掉大量的猪肉。如果能应用基因工程技术培育出吃得少、生长速度快、脂肪少的猪无疑意义重大。在科学家的努力下，这种类型的转基因猪已于1987年在美国问世。它是通过导入牛的生长激素基因获得的，比一般猪个头大。实际上，这种吃得少、生长快、瘦肉多的转基因猪在中国也已被培育出来。这是不久前由北京农业大学的专家们获得的研究成果。这一成果向实用化的转移，无疑对中国这样一个有着3亿头猪、每年消耗大量饲料的国家做出了巨大贡献。，研究还在完善之中，眼下这种猪还有很多缺点，特别是患有皮肤病、肾病和胃溃疡等好几种病，肉目前还不能吃。毫无疑问，"巨型猪"等转基因动物的研究具有诱人的前景。

　　培育抗病能力强的禽畜新品种是转基因动物研究的另一目标。由于家禽、牲畜很容易相互传染，所以培育有抗病基因的转基因动物十分必要。导入Mxl基因而培育出来的转基因鼠能抵抗流感病毒。借助于这种转基因鼠可进一步研究其它动物，但要设法控制其它一系列不良的连锁反应。由于人们对有关动物基因的基础知识了解得相对较少，所以这一目标的产品要投放市场尚需若干年的艰苦努力。

　　另外，转基因动物研究在其它一些领域也取得了新进展。例如，1992年，美国科学家把一种抗冻鱼的抗冻基因注人大西洋鲑鱼的受精卵中，培育而成的转基因鲑鱼具有很强的抗冻能力。这一成就无疑具有重要的商业价值和经济价值。

　　转基因动物研究的目的是不仅要培育与我们人类生活息息相关的转基因动物，同时也要促进基础生物学研究的发展。基础科学是源，实用科学是流，只有基础科学发展了，实用科学才能得到发展，所谓源远才能流长。因此，以基础生物学研究为目的进行的转基因动物的研究万万不可忽视。

　　请看下面这则报道《MAYO诊所研究员繁殖出具有老年性痴呆病特征的小鼠》：

　　杰克逊维尔，佛罗里达，7月31/波多黎各新闻专线/--在佛罗里达州杰克逊维尔的MAYO诊所研究员成功的繁殖出了大脑患有神经纤维缠结，具有人类老年性痴呆症病理特征的小鼠。

　　这只小鼠模拟了人类神经纤维缠结的形成过程，为研究者希望攻克预防、治疗老年性痴呆和其他痴呆症提供了重要的基础。

　　在Dennis Dickson博士的领导下，Michael Hutton哲学博士、Jada Lewis哲学博士、MAYO诊所的一群神经生理学家、神经遗传学家和纽约Albert Einstein大学医学院的同事们通过基因工程繁殖出控制tau蛋白产生的基因突变后的小鼠。这种突变已为人们所知，能导致额颞性痴呆的遗传。

　　自出生六个半月后，小鼠开始产生神经纤维缠结，即异常扭曲的tau蛋白链丛，表现出与患有痴呆症病人相似的症状。

　　这些神经纤维缠结连同其他蛋白质和?淀粉形成的斑状沉积物出现在所有老年性痴呆患者的大脑中，但缠结本身也可单独出现在额颞性痴呆等患者的大脑中。

　　据最新对老年性痴呆症的研究发现，可能是人们接种过疫苗导致淀粉样斑块萎缩或不能发育。另外有研究者认为蛋白酶抑制剂等药物可能在淀粉水平上阻滞了分解淀粉产物的酶活性。然而斑块在神经纤维缠结形成过程中究竟起什么作用仍不清楚。

　　Hutton博士说这只小鼠能够帮助我们搞清斑块和缠结之间的关系。"如果使用菌苗清除了小鼠大脑中的淀粉，我们能阻止缠结的形成吗？还是缠结太强劲，疫苗根本不能阻止它们？我们仍不明白什么因素影响了缠结的形成和最终导致神经元的死亡。"

　　他们还能通过小鼠研究缠结在动物中是怎样形成和杀死神经元的。更重要的是，Hutton博士说，研究者可以对小鼠进行针对仅仅由神经纤维缠结引起的痴呆症（如额颞性痴呆、Pick氏疾病、进行性上神经元瘫痪、皮质层退化）进行治疗测试。

　　Stephen Snyder博士，老年性痴呆症病因学、国际老年研究院项目主任说，"能进行痴呆症病因的研究是一项令人兴奋的事情，它提供了研究额颞性痴呆和老年性痴呆症的显著特点--神经纤维缠结的形成和神经元死亡的机制模型。

　　关于老年性痴呆症的研究前景，Hutton说下一步任务是把有淀粉斑块的基因工程小鼠和这些有缠结的小鼠杂交，目的是得到兼有老年性痴呆症的两种基础病理特征的动物模型。

　　Hutton和他的组员们得到了国际老年研究院和国际神经系统疾病、休克研究院的赞助。他们的工作将发表在8月1日的《自然遗传学》上。

　　科学家经过研究发现，转基因鼠可用来作性别鉴定。英国伦敦的一个研究小组把一个来自Y染色体的Sry基因注入基因型为雌性的鼠的胚胎内，结果令人吃惊。这些本来应该发育成雌鼠的胚胎最后竟都长成了雄性鼠。这个结果表明，Sry基因是决定雄性性别的基因。科学家猜测，这个基因很可能在人类中也起着同样的作用。一旦猜测得到进一步证实，那么就将说明由荷尔蒙或其它因素造成的性别差异的这些因素将不再是主要的因素。

　　科学家在研究中还发现，利用转基因操作技术可以有选择地杀死某些特殊形态的细胞。原理是这样的：把某些经过改造的基因注入鼠的胚胎内，这些新基因只能在胚胎内的某些区域得到表达。这些区域内的细胞被由新基因控制产生的毒性物质杀死，其后的一系列结果要跟踪观察。这种方法对于追踪细胞的世系大有帮助，也就是说，用这种方法可以决定限、神经系统或身体其它部位的最初来源。

　　目前，还有一个研究途径是把标志基因注入胚胎。这些新导入的标志基因可以遗传给后代。通过研究这些标志基因的行为就可以更好地获得有关细胞"家谱系"的信息。

　　总之，人类拥有的有关基因的知识越多，就越能更好地利用它们，更好地去解决人类所面临的像疾病之类的诸多问题。

　　转基因动物的故事到此为止，下面将转入转基因植物的讨论。转基因植物和转基因动物的目标都是优良品种，植物和动物都是高等生物，难道会有多少不同吗。不过或许难以使人相信，不同之处正多着呢。在动物转基因工程中接受外来基因的细胞一般是受精卵，可是在植物转基因工作中接受外来基因的往往都是身体细胞。按照上面所讲的道理，难道人们要去治好一株什么植物的某种遗传病吗。如果不是这么一回事，又是什么理由要用身体细胞来接受外来基因呢。其实稍稍思考一下每个人都可以回答这一问题。植物可以用插枝来繁殖，猪不能把它肢解开来进行繁殖，道理全在于此。其实许多植物非但可以从一个枝条长成一个植株，而且可以从单个细胞或细胞集团长成植株，所以用身体细胞接受外来基因的方法可以培育转基因植物品系，由这一原理带来转基因植物工作的技术上的特点--微生物化，可以像对待微生物细胞那样对待植物细胞，可以用培养皿来培养植物细胞，可以利用抗药性来筛选接受了外来基因的细胞等等，从而大为提高工作效率。

　　这里最好用一个实际的例子来说明在转基因植物研究中的微生物化操作。

　　首先取烟草的身体细胞（例如叶片细胞）用分解纤维素的酶（例如蜗牛胃里的酶）处理以去除它的坚硬的细胞壁，去除了细胞壁的细胞变成圆球状的原生质体。把运载着外来基因的载体DNA去转化原生质体，基因载体上有一个卡那霉素抗性基因。把转化后的原生质体培养在含有卡那霉素的固体培养基上，可以看到在大量死去的细胞的背景上有大约十几个细胞集团，这些便是由接受了基因载体的抗卡那霉素烟草细胞所长的集落，把这些集落中的细胞转移到含有卡那霉素的器皿中便会长出枝叶来，而一般的烟草细胞则由于对卡那霉素呈敏感状态所以不能在这上面长出枝叶来。

　　接下来考虑转什么基因的问题。当然首先应该考虑粮食、果树，而且首先着眼于产量。我们吃的是这些植物的种子或果实，并不吃它们的枝叶，所以并不要求转基因植物长得又高又大，只要产量高。可是产量一般由许多基因所控制，这些基因在染色体上又不集中在一起，所以目前还不可能取得这些基因的转基因植物。目前可以取得的主要是抗植病、抗虫、抗病毒和抗除莠剂的转基因植物，因为这些抗性都由单个基因所控制，而且植物具有这些性状，产量自然便能提高。

　　世界上许多国家都在研究转基因植物。1986年全世界获准进行田间试验的转基因植物仅5例。1986～1992年间增加到675例，获准转基因植物进人田间试验的国家有美国、比利时、法国、英国、西班牙、加拿大。荷兰等28个国家。就植物种类来看以马铃薯占首位（134例），依次是油菜（122例）、烟草（96例）、西红柿（76例）、玉米（63例）、甜菜（34例）、棉花（30例）、大豆（27例）、甘落（23例）等。就基因种类来看以除莠剂抗性占首位（247例），依次是品质改良（116例）、抗病毒（104例）、抗虫（89例）、抗病（20例）等。1994年底全世界获准进行田间试验的转基因植物已急增到1467例。到目前为止，正式批准上市的转基因植物至少已经知道有两例：美国的延熟耐贮西红柿和法国的抗除莠剂烟草，可望更多的转基因植物即将陆续上市。

　　我国在过去10年中在转基因植物方面也取得了可喜成果；获得了抗细菌病的转基因马铃薯、抗赤霉病的转基因小麦、抗小菜蛾的转基因甘蓝、抗病毒的转基因烟草等，此外在耐盐转基因植物和提高必需氨基酸含量的转基因马铃薯等方面也取得了成果。

　　转基因植物除了用于产量提高以外，同样可应用于质量的改进。除了提高蛋白质的必需氨基酸含量以外，在改变油脂组分、延长果品的保鲜期、改变花卉的颜色等等都有报道，还传说通过转基因途径育成了方形的西红柿，这种西红柿便于装箱运输。像动物那样利用转基因植物生产珍贵的蛋白质的设想未必很现实，可是培育一个高蛋白的转基因甜菜品种，把制糖的下脚作为家畜的饲料却是一种在商业上行得通的策略。看来在转基因植物领域正是人们充分发挥想象力的广阔天地。