基因操作技术的开发，带来了生物学的新发展，对此，日本《科学》杂志也曾多次在专栏中列举具体事例加以介绍。其中一例就是：将重组DNA引入与人同为哺乳动物的小鼠受精卵内，以及研究使该受精卵发育成为个体的方法。由于此项开始于八十年代初期的研究，许多拥有异种DNA的小鼠诞生了，有的还已经传到了第五代。就异种DNA而言，采用了人体血液蛋白质之一的球蛋白、免疫球蛋白、生长激素、大鼠生长激素、鸟类转铁球蛋白等生理作用物质的基因。人们还发现，植入小鼠体内的上述外源基因，可以稳定地传给后代，并且在其繁殖过程中不会被当作异物而排除。因为，这样一种小鼠个体诞生了，这种个体在其自身的染色体上引进了人、鸟等与小鼠种类迥异的遗传信息。

这样的事例何以能够出现，在阐述技术问题之前，让我们先简略地了解一下：载有遗传信息的基因，其本体是DNA。人所共知，这种载体在所有生物中都是共同的。从各种动物体内取出DNA放在试管内，无论是加以观察，还是研究其理化性质，都可发现：与物种之间的悬殊差异相比，它们可以说全都是同一物质。所不同的只是DNA所载遗传信息的性质。基因工程技术的实质就在于，利用这种信息差异，种间区别自不待言，就是对于基因，也可一个一个加以分辨。

给受精卵核引进载有某种特定信息的重组DNA，宿主核就把引进的DNA嵌入其基因中。结果形成遗传信息改变，而理化性质仍然毫无变化的新基因。引进的DNA是否被嵌入基因之中，可以根据遗传信息的差异，采用称作“萨桑法”的方法来检验。

引进的DNA，其命运各不相同。已有报道指出：“引进基因小鼠”（transgenic mouse）体重达对照小鼠的1.8倍（《Nature》，300，611[1982]），这种小鼠体内引入了将大鼠或人体生长激素的结构基因部分和已知在肝脏表达的金属硫组氨酸甲基内盐；基因的表达调节部分巧妙地结合起来的复合基因。由于此时引进的基因中预先存在表达调节部分，所以无论嵌入宿主基因的哪个部位，理应都能显现性状。生长激素通常在脑垂体表达，但此时却因引进基因的表达调节部分的性质而主要在肝脏表达。上述情况可以说与预计完全—致。然而，也产生了下述问题：尽管生长激素在血液中的浓度达到对照小鼠的几千倍，它的效力并不那么强大，而且又只在断奶前的三个星期之内，为什么“引进基因小鼠”的体重会显著增加？生长激素因体现异场所性，它原来在脑垂体的表达受到了何种影响？这一新的视野大概可以说是由于获得引进外源DNA的个体才展示出来的。此外，还有人报道，将同样的基因引进因遗传上欠缺生长激素而只生长到正常小鼠三分之一的突变系统受精卵，结果也还是育成了大于对照小鼠、体重达1.4倍的小鼠。这个例子表明，尽管显示出异场所性，生长激素仍然完全弥补了遗传缺陷。

以免疫球蛋白的基因为例，则是在原来的部位——脾脏淋巴细胞显现出来（《Nature》，306，332[1983]）。引进的基因是重新组成的免疫球蛋白基因，其中包含有加强效力部分。与上述例子不同，当表达调节部分来源于原有基因时，就会像这样在本应表达的细胞表达出来，也就是说，就会表现出同场所性。目前，还不能调节外来基因的嵌入位置和基因复制数量，所以可以认为性状显示仅取决于引进基因的性质。

关于引进基因在宿主DNA上的嵌入位置，尚未发现什么特别的规律性。也许它由碱基排列的特殊性来决定，不能断言_系随性质，不过目前似乎可以看作是随机性的，结果，人们了解到：引进的DNA嵌入宿主生存所必需的基因部分，并使该基因失去活性的事例出现的频度相当高（《Cell》，35，647[1983]；《Nature》，304，315[1983]）。尤其是在那些引进来源于再生病毒的潜伏病毒基因DNA（包括使胚胎感染病毒）时所产生的“引进基因小鼠”MOV 13后代中，出现了11 ~ 12日胚胎期即停止发育的情况。在给受精卵引进DNA时，因为只是移植到受精卵雌雄前核中的雄性前核部分，所以可以认为，产生的仔鼠必须只有单方面染色体嵌入了引进的DNA。因此，在因引进病毒基因DNA而产生劣性性状时，就理应首先在其个体F₂中显现出来。对MOV 13基因进行分析后获知：潜伏病毒基因嵌入已知自11日胚胎期起开始显现的骨胶原α(Ⅰ)，基因的5'端附近，并使骨胶原α(Ⅰ)基因失去活性。这类例子另外还有一些。这样就肯定了仅在精子形成时期表达的基因和劣性致死基因的存在。该方法的优点在于，在因引进DNA而出现突然变异时，可找出所引进的DNA，直接查明致死、变异的原因。这样，利用已知的基因，看来复杂的发育过程也可简化。因此，似乎可以断言，人们有理由对新生物学的发展寄予期望。

下面再简单说说使上述事例成为可能的小鼠受精卵的体外处理问题。技术上大致可分为三点：第一、确立受精卵采集法和早期胚胎体外培育法；第二、改进对不到20微米的细胞核进行操作的工具——显微镜、微型机械手、微型玻璃吸移管等；第三、开发为使经过操作的胚胎发育成个体而将它移植于代理母亲卵管、子宫的技术。所有这些程序如果都进行得得心应手，就可获得动物幼仔。就小鼠而言，在胚胎处理后，受精卵约有50%存活并被移植，其中20%长成仔鼠，在生下的仔鼠中，又有20%被嵌入外源DNA。因此，取得了总数2%通过实验的成绩。考虑到平均一天可处理100 ~ 200个受精卵，这是一个不低的数值。

把“发育研究固有技术的开发这一完全出乎意料的事态”同基因操作这门科学巧妙地结合起来，这是一种新的生物学范式。现在是不是可以说，其萌芽已经开始破土而出？特别在考虑到医学研究时，如果决定人类疾病的基因在实验动物小鼠个体中显现出来，那么，包括医疗方法在内的研究无疑就会飞跃进步。不仅在应用科学领域内如此，而且也将导致基础生物学取得新的进展。

[科学（9），1984年第8期]