■新闻缘起
吉林大学农学部奶牛繁育基地近日成功培育出一头携带转入赖氨酸基因的克隆奶牛。据介绍，这是世界上首次利用转基因技术和体细胞核移植技术获得的赖氨酸转基因克隆牛，也标志着世界转基因技术与克隆技术完美结合的又一次突破。
吉林大学农学部奶牛繁育基地的栅栏里生活着一群健壮的西门塔尔杂交牛，毛色黄白相间，胸部深长，其中一些还是身怀六甲的“准妈妈”。众多黄白相间的牛群当中，赫然出现了一头黑白小花牛。仔细一看，这小牛毛色油亮，黑黑的皮毛上长着一朵朵白色的小花，额头上还有个桃心型的白旋儿，就像一个大型的毛绒玩具。小牛依偎在母牛身边，躺在绿油油的草丛中悠闲地晒着太阳。这场景让人不禁发问，怎么小牛不像妈妈呢？它是转基因技术得到的克隆奶牛，这头母牛是代孕妈妈。这只雌性小牛出生于今年七夕节，取名叫“织女”，转入了赖氨酸基因，就取了个英文名叫Lys（赖氨酸英文是lysine，音译“丽丝”）。
可爱的小奶牛是怎么诞生的？赖氨酸转基因奶牛产的奶与普通牛奶有什么不同？这种奶能让人喝得放心吗？多久可以喝上高赖氨酸牛奶？带着这些疑问，记者采访了吉林大学校长助理、农学部学部长韩文瑜教授，国家转基因重大专项“高赖氨酸牛乳转基因奶牛新品种培育”课题组负责人、吉林大学教授李子义。
—— “织女”小奶牛如何诞生 ——
研究人员前后历时三年，经过无数次实验后，终于2011年七夕之夜迎来了小“织女”的诞生。
“克隆奶牛采用了克隆技术和转基因技术，”韩文瑜向记者介绍道，“这两项技术占据着当前生物技术领域的制高点。”克隆奶牛利用转基因技术赋予奶牛新的基因，使其拥有不同于一般奶牛的机能，即所分泌的乳汁当中含有更多的赖氨酸，“预计赖氨酸水平要比一般牛奶高30%。”
新基因“镶嵌”＋胚胎克隆
如何应用这两项技术来完成研究的呢？研究人员对牛奶蛋白基因编码分析，分解为不同的基因片段，将目标氨基酸——赖氨酸的基因片段分离出来。一只雌性黑白花奶牛胎儿成纤维细胞被作为基因“转入地点”，利用转基因技术，使基因“转入地点”腾出被转入基因的空间，再将牛奶蛋白中分离出的赖氨酸基因片段“镶嵌”至胎儿成纤维细胞核中。
随后，研究人员利用体细胞核移植技术，将“镶嵌”着赖氨酸基因的胎儿成纤维细胞中的细胞核取出来，移植到已经去掉细胞核的卵细胞中构建克隆胚胎，克隆胚胎经过融合、活化等处理，在体外特殊培养条件下培养6—7天，当克隆胚胎发育到囊胚阶段，通过非
手术方法将其移植到西门塔尔杂交牛（黄白花）代孕母牛体内（子宫中）。克隆胚胎在代孕母牛体内经过数日的细胞分裂、分化和发育，最终形成完整的克隆奶牛。
遗传修饰提高奶品质
克隆奶牛是生物技术领域的一大成果。生物技术，就是以现代生命科学为基础，采用先进科学技术手段，按照预先的设计对生物体或加工生物原料改造，以提供产品来为社会服务的技术。当提到为何进行克隆奶牛的研究时，韩文瑜说：“此类研究定位于‘遗传修饰克隆动物’，添加有用基因，剔除无用甚至有害基因，来改善人们食用的肉、蛋、奶的品质，提高动物的抗病能力，以及将动物作为贵重药物的生物反应器。”克隆奶牛就是希望通过提高牛奶中赖氨酸的含量，从而提高牛奶品质，补充赖氨酸摄入量，提高国民身体素质。
李子义说，“织女”的成功培育，得益于吉林大学“遗传修饰克隆动物培育创新团队”全体成员共同努力的结果，特别是赵志辉、欧阳红生、张嘉保等教授，一同参与课题设计，讨论研究中遇到的问题并提出解决方案，才使得“织女”顺利诞生。内蒙古大学于海泉研究员、吉林省农业科学院张国梁研究员，在转基因克隆胚胎制备及胚胎移植，以及转基因克隆胚胎移植受体牛的饲养
管理等方面做了大量工作。
—— “织女”牛奶有何不同 ——
李子义说，牛奶蛋白是牛奶中本来就存在的物质，将牛奶蛋白中的赖氨酸基因转入，不但赖氨酸含量高而且是水溶性蛋白，利于人体吸收。谷物是我国人民的传统主食，但是谷物的赖氨酸含量普遍较低，所以饮食中缺乏赖氨酸的情况是比较常见的。牛奶中蛋白质、碳水化合物、钙、铁以及维生素等含量高，但是赖氨酸含量比较低，而这项成果可使牛奶中的赖氨酸含量大幅提高，预计赖氨酸水平要比一般牛奶高30%，使牛奶的成分更加完美。
放心喝有待生物安全评价
作为转基因生物新品种培育的一个阶段性成果，未来“织女”产的奶可以让人们放心喝吗？据课题组专家介绍，课题研究过程中的每个阶段对安全性十分关注，主要表现在对奶牛本身没有任何不良影响、产生的含有转基因的蛋白对细胞状态没有不良影响。同时，为了对小牛未来产奶能力进行估测，课题组建立了小鼠模型。目前转赖氨酸基因小鼠已经传到了第五代，小鼠模型不但证明奶中赖氨酸水平显著提高，并证明转赖氨酸鼠奶对小鼠健康无不良影响，而且证明饮转赖氨酸奶的小鼠哺乳后期体重明显高于饮非转基因奶的小鼠，证明该转基因奶有促进生长发育的作用。“织女”现在没到生育和产奶年龄，专家预计，未来两年“织女”可以产出高赖氨酸牛奶，以便开展进一步生物安全评价研究。
投入市场还需10年左右
李子义说，高赖氨酸牛奶要投入市场，估计还需10年左右的时间。这10年时间要完成两项工作，一是生物安全评价工作，主要通过实验动物饲喂赖氨酸牛奶，检测实验动物各项生理指标是否出现异常。二是高赖氨酸奶牛的扩繁工作，培育出雄性转基因公牛，转基因的公牛和母牛交配得到更多的高赖氨酸转基因奶牛，获得转基因奶牛种群，从更大规模上去检测牛奶的安全性。对于高赖氨酸牛奶成本和市场前景，李子义说：“转基因奶牛的饲养成本与普通奶牛一样，先期的研发成本伴随着转基因克隆牛群体的扩大会逐渐摊薄，通过与牛奶生产企业合作，高赖氨酸牛奶是有市场前景的。”
—— 花絮 ——
七夕之夜迎接“织女”出生
8月6日晚7点48分，在吉林大学农学部奶牛繁育基地内，课题组成员守候在待产母牛身边。为了让母牛顺利生产，饲养员将母牛放在一个单独的牛圈内。当天晚上请来了一位兽医，而且为了防止出现难产等意外情况，工作人员又从吉林大学农学部找来两位会做剖腹产的老师。
代孕妈妈西门塔尔杂交母牛（黄白花）第一次产小牛，初为牛母的它胆子小，一有人靠近它，就会非常害怕。一般牛都是趴在地上生产，可这头母牛由于紧张始终站着，看到母牛在生产时有些费劲，兽医和在场工作人员一起用力将小牛拽了出来。小牛出来后，大牛因为害怕不敢去舔牛犊身上的胎衣，工作人员又想办法让大牛闻了小牛身上的气味，大牛才肯舔。
看到小牛顺利降生，工作人员都松了一口气。在小牛降生后，工作人员马上拿脐带做检测，检测结果显示这头黑白花色的牛犊体内携带有转入的赖氨酸基因。据了解，这头代孕母牛
怀孕共276天，小牛出生时体重31.5公斤。
代孕受体母牛培育成功率只有5%
“织女”的出生是个漫长的过程，其中包含多个技术环节，环环相扣，每个步骤出错都会导致实验的失败，因此，整个实验的成功率是无法衡量的。由于克隆动物普遍存在发育异常流产率高等问题，移植的重构胚流产率比较高，据目前生产情况，最终转基因克隆牛的出生率只有5%。
韩文瑜向记者解释转基因动物易流产的原因时说，转基因动物是无性繁殖，外源基因转入的位置，体细胞核移植时显微操作对卵细胞的损伤程度，以及牛场的饲养管理条件等，都会对克隆胚胎的发育造成影响，从而导致流产、发育畸形等问题。
—— 链接 ——
赖氨酸，是构成人体蛋白质的一种必需氨基酸，可以调节人体代谢平衡，提高钙的吸收，加速骨骼生长，同时有促进生长发育、增加食欲、减少疾病和增强体质等作用。人体自身不能合成赖氨酸，必须从食物中摄取。在人类的食物中，谷物的赖氨酸含量普遍较低。按照我国居民的饮食习惯，平时所摄入的食物蛋白质主要来自于谷类。但谷物中所含的赖氨酸较少，且在加工过程中易被破坏，故称为第一限制性氨基酸。
赖氨酸可以调节人体代谢平衡。赖氨酸为合成肉碱提供结构组分，而肉碱会促使细胞中脂肪酸的合成。往食物中添加少量的赖氨酸，可以刺激胃蛋白酶与胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增进食欲、促进幼儿生长与发育的作用。赖氨酸还能提高钙的吸收及其在体内的积累，加速骨骼生长。如缺乏赖氨酸，会造成胃液分泌不足而出现厌食、营养性
贫血，致使中枢神经受阻、发育不良。
作者：
2011-9-8