记者从上海南方模式生物研究中心获悉,上海市发改委、市科委将投资1.9亿元在张江建立一个可容纳15万只老鼠的“小鼠基因改造工厂”和“小鼠医院”,利用基因工程技术,对小鼠进行转基因或基因敲入、剔除,帮助我们解读人类基因组“生命天书”。为感谢小鼠们对人类的贡献,医院门口还将为小鼠立碑。 解读天书,小鼠天生是能手
据上海南方模式生物研究中心主任、上海交大医学院王铸钢教授介绍,人类基因是如何指导一个个单细胞受精卵发育成一个个人类个体,又是怎样影响人类生老病死,是怎样决定不同的人对环境因素反应的差异和对药效的差异?这些都是“后基因组时代”的待解之谜。
王铸钢教授说,从生命伦理道德上讲,以人体直接作为实验对象来探索与疾病相关或直接致病的基因功能,在世界上都是受到严格限制的。所以科学家们找到了能为人类探寻生命奥秘的“替身”———模式生物,它们包括大肠杆菌、线虫、果蝇、斑马鱼和小鼠等,而小鼠在其中占有最重要的地位和意义。
王铸钢说,小鼠是天生的解读“生命天书”的能手。它是最小的哺乳动物之一,繁殖和发育速度特别快,远比在猿、猴等动物身上做实验来得方便。它在生物进化上与人类非常接近,2002年完成的小鼠基因组测序发现,虽然小鼠和人类在体型大小和形态上很不一样,但它的组织器官结构和细胞功能与人相似,人类99%的基因存在于小鼠,80%的小鼠基因在人类基因组中有最为匹配的同源基因,93%的区域基因排列顺序与人类相同。
攻克顽疾,小鼠功不可没
目前,以肿瘤、糖尿病、心血管病和神经精神疾病为代表的慢性疾病已成为威胁中国人生命健康的最大杀手。目前,我国糖尿病患者已增至4000万,乙肝病毒携带者约有1.2亿。如何攻克这些顽症?科学家正从基因水平探寻疾病的发病机制、发病过程,从而找到发病主要环节,即药物作用靶点,并根据靶点开发有效的基因药物。
在基因功能研究攻坚战中,如何了解一个个基因与各种病症的对应关系?小鼠身先士卒。王铸钢介绍说,科研人员主要通过转基因、基因打靶、基因剔除、插入等技术,把与人类疾病有关的基因片段插入小鼠基因组或将其剔除,给小鼠的受精卵动“基因手术”。就像拆装闹钟,加入或去掉一个零件,并观察钟的变化;插入或剔除一个基因,并观察小鼠的生理病理变化,才能知道基因的真正功能。
目前,上海南方模式生物研究中心已研制出100余种基因改造小鼠,分别患上了各种人类顽疾。以乙肝为例,除人和猩猩外,绝大多数动物都不会感染乙肝病毒,但复旦大学闻玉梅院士与中心科研人员经两年研究,硬是把小鼠培养成了“乙肝病毒携带者”。他们在小鼠的受精卵里植入乙肝病毒基因组,小鼠出生20天后,血液里就检测出了乙肝表面抗原,而且表抗可以持续稳定地在后代里表达,目前乙肝转基因小鼠已经传到第7代了。此外,通过转基因、基因剔除/插入技术,上海交大医学院的科研人员今年还成功研制出唾液腺肿瘤小鼠、骨质疏松症小鼠、白血病小鼠、高血脂症小鼠、肥胖症小鼠等。