1982年,美國科學家成功地將大鼠的生長激素基因移植到小鼠體內,以這些小鼠為親代,交配後得到了6個後代,它們的身體比正常小鼠要大出一半左右。該研究過程中,將大鼠生長激素基因吸入顯微注射器中,在顯微鏡下將大鼠生長激素基因注入小鼠尚未融合的受精卵內的卵細胞核或精子的細胞核中,已匯入了大鼠生長激素基因的受精卵最終發育成轉基因超級鼠。所以以上研究過程使用的技術叫轉基因技術。
過去曾培育出帶有兔子血紅蛋白的小鼠、眼睛顏色奇異的蒼蠅等。但是把一種哺乳動物的性狀轉移到另一種哺乳動物身上,使性狀發生顯著改變的實驗,卻還是第一次獲得成功。這是遺傳工程的重大成就。人們也由此聯想到控制乳牛分泌乳汁的催乳激素基因和生長激素基因在細胞內的分佈位置,化學成分和總的功能特性上是基本相似的,如果把催乳激素基因移植到乳牛體內,就可以提高產乳量了。
早在70年前,人們對控制生物性狀的遺傳物質——DNA已有所瞭解。它的分子結構十分精密複雜,一個DNA分子的不同部分控制著不同的性狀,但在這大分子裡究竟哪一部分控制著哪一性狀,此秘密還未被揭開。過去沒有一個妥善的方法能將DNA分子拆開後逐段研究,因為拆開後,每一部分將失去原來的作用。
1970年,美國的一位科學家在一種桿菌中找到了叫做限制性內切酶(限制酶)的物質,它可用來識別外源性DNA長鏈中的一定位點,並在此特定的位點將DNA分解切割,使成為較小的但仍保留一定特性的片斷。這就為深入研究DNA的性質和作用,提供了有效的工具。像一把鑰匙只能開一把鎖那樣,不同的限制酶在DNA雙鏈上切開的位點各不相同。限制酶不僅對相鄰的兩個鹼基有識別功能,而且對較遠的(一般為4~6個)鹼基順序也能識別。例如從大腸桿菌K12變異株RY13提取到的限制酶ECORI識別的鹼基順序是GAATTC,切點在GA 之間。限制酶早在切開DNA的兩條鏈時,並不在同一地方斷開,而是每條鏈上各留下幾個鹼基長的單鏈,因這兩條單鏈的末端是互補配對的,所以在適當條件下可以再連線起來。同一限制酶作用於不同的DNA 時,產生的片斷在區段和大小方面雖不相同,但它們的單鏈末端是一致的,在連線作用下,可能將不同來源的DNA片斷的末端互相連線起來。
一種生物細胞的DNA,只有透過一定的運載體才能匯入另一種生物的細胞中。細菌的質粒是很好的運載體,它是一種環狀DNA,分子量僅是染色體DNA 的0.1~10%,它能自由地出入細胞而起運載作用。某些珀菌體和病毒的DNA也常被用作運載體。用同一種限制酶,將不同來源的DNA在體外切開後,在相對應的位點上將其彼此連線起來,如果把某個特定的DNA片斷接在質粒上,就可轉入受體菌進行增殖而獲得大量所需要的DNA片斷,以進一步分析其結構特點,以及結構和功能表現的關係,從而可找到揭開生命之謎的“鑰匙”。
經過科學工作者的努力,已成功地把小鼠的胰島素基因轉植到大腸桿菌體內,使大腸桿菌具有產生胰島素的能力,使原來只能透過家畜胰臟提取的胰島素轉為象青黴素那樣的工業生產,從而為糖尿病患者提供大量的治療藥物,也為深入瞭解某些遺傳疾病和癌症的真正發生原因及採用遺傳工程的方法進行治療提供了光輝的前景。