在美国为繁殖一种超级小鼠品系正进行着一项协作计划。这不是违反常情的奇妙幻想的开始,而正预示着初露头角的遗传工程进入畜牧业。对于超级小鼠(目前还不多),它们那肥大部分,完全是当它们还处于受精卵时就注入的特别生长激素基因之功。

些基因掺进受精卵的染色体,在小鼠成熟时就会产生大量的生长激素,这就大大地加速了它的生长而最后得比普通小鼠大两倍。如果把这种技术用于羊,奶牛和猪身上,那么农民就有可能以两倍的速度来生产肉类。

但是从生长激素基因成功操纵中所期待的好处不只是多而大的火腿和牛排。从事这项研究工作的两个主要实验室是美国西雅图的华盛顿大学R · 帕尔米特(Richard Paliniter)实验室和美国宾夕法尼亚大学的R · 布林斯特(Ralph Brinster)实验室。但是R · 布林斯特最早的兴趣是在新技术在农业上的应用,而R · 帕尔米特长期以来的兴趣却在于基因表达的控制方面。超级小鼠的工作为R · 帕尔米特在产生激素的基因水平上提供了关于生长激素控制的新认识;并且他们已经取得出乎意料的成功。

R · 帕尔米特有关生长激素的尝试是以他用一种不同基因所做的很多类似实验的结果为依据的。两年以来,他和R · 布林斯特一直使用在一种疱疹病毒系成员中编码胸苷激酶的基因进行工作着。他们用这种基因来做针对性的预备试验,以便弄清楚是否能使一种基因(任何基因)可能插入动物体内,通过这一方式注意开关它。通过分子开关,他们打算用来自另一种基因的这种控制,这种基因是编码一种已知蛋白——metallothionein(金属巯基组氨酸三甲基内盐)的基因。

Metallothionein基因的一个重要特性是它可以被金属(例如锌)所激活。一般认为metallothionein在保护动物免受金属化合物毒素影响中起了部分作用,因此,基因控制范围(启动区)是由这种化合物来开关的。R · 布林斯特和R · 帕尔米特推论,把metallothionein启动区与疮疹病毒胸苷激酶基因进行人为的连接,那么,随着重金属的引入就能引起胸苷激酶的产生。

为了检验这种设想,他们把由胸苷激酶基因和metallothionein启动区鉅成的混合物注入小鼠的受精卵中,然后把这种受精卵重新放入条件适宜的雌性小鼠中直至完成发育。结果在很少量的小鼠染色体里结合进这种基因,用一种含有锌化合物的食物喂饲这些小鼠,发现在各种组织细胞里诱导出大量的病毒胸苷激酶。

在有关生长激素的实验里,他们都使用相同的方法,但是有一点除外,那就是与metallothionein启动区相连接的是生长激素基因,而不是胸苷激酶基因。所以,这一次高锌食物的结果,将是产生生长激素并加速生产,并且事实上,某些小鼠表现出大大地加速生长,使人感到意外的事情是,在安排高锌食物之前,这些小鼠的生长就开始超过它们正常的伙伴。而且移去食物的一只小鼠继续生长。这样,由于某些原因,R · 帕尔米特至今还不理解:为什么某些生长激素基因注入小鼠卵之后就会变成永久性的开关?

这也许意味着这种基因已经与在小鼠肠和肝这类大器官中具有正常活性的DNA结合成一体了,基因注入法的缺点之一(从遗传工程的观点来看)是不可能控制使基因与胚胎DNA结合成一体;由于在不同组织中不同范围的DNA是有活性的,所以注入的基因一般只在某些组织中得到表达,或者有时候不是在所有的组织中都能表达。

就生长激素基因来说,在某些小鼠中的表达水平是如此之高以至在整个血流中充满着激素,从而R · 帕尔米特和R · 布林斯特就提出建议,认为这些动物可以作为治疗学上所用生长激素的可行的商品来源。

关于这种技术在其它方面的应用,从理论上来说,用这种方法,可以很好地改变婴儿遗传性生长激素的不足,但是,实际上,这种应用是很遥远的。第一,很少情况下,人体生长激素的不足仅是一个单一的遗传原因。第二,缺乏控制激素生产的手段。第三,基因注入技术的成功率是如此之低,以至没有一个母亲将会为了一个遗传工程的婴儿而不得不去忍受许多复杂的外科手术。

此,目前帕尔米特和R · 布林斯特(正将戳刺动物)着手试验有关遗传性矮小品系小鼠技术的计划,他们希望从中学到更多的有关生长激素控制的知识。

关于该项技术在商业上的前景如何,目前还存在一些争论,其中包括,鲜肉香味的可能效果;当成倍快食时,动物是否也以同量成倍地增长;或者它们是否生产更有效的食品。总之,有关小鼠的问题仅仅是小小的开始。

[New Scientist,1983年1月6]