新科技系列<6>DNA的新技術作為
在2002年7月首次報導的一個絕對吸引人的實驗中，科學家修改了老鼠的單個基因並創造出比一般老鼠大腦大出50%的老鼠。該實驗表明，點變異事實上可能會對大腦體積產生極大的影響。現在還不清除較大的大腦是否使得老鼠更聰明，但是不難想像，後來的變異會改進這些數百萬新神經細胞的聯結方式。
在另外一項吸引人的研究中，研究人員發現，如果使人類單個基因上的氨基酸產生微小的變化，將對人類的語言能力處理帶來重要的影響。事實表明，單個基因中的微小變化確實能夠對物種起到非常大的影響。
變異和自然選擇原理發揮作用，必須首先存在有生命的東西。必須首先存在生命，然後它才能開始多樣化。生命必須起源於某處，進化論認為生命是在約40億年前從地球的惰性化學物質中自然產生的。生命可以自然出現嗎？如果您讀過細胞基礎知識，你就會明白即使是像大腸肝菌（現存的最簡單的生命形式之一）這樣的原始細胞也非常複雜。按照大腸肝菌模型，細胞必須至少包含：
1.包容細胞的某類細胞壁；
2.細胞的基因藍圖（以DNA形式表示）；
3.能夠從基因藍圖中復制資訊以生成新的蛋白質和酶的酶；
4.能夠生成新酶及其所有結構單元的酶；能夠構造細胞壁的酶；
5.能夠複製基因物質以便為細胞分裂（繁殖）做好準備的酶；
6.能夠負責有關將一個細胞分裂成兩個細胞的所有其他活動以輔助繁殖的一種或多種酶（例如，必須有一種酶從基因物質的第一個副本獲取它的第二個副本，然後必須使細胞壁分裂並讓兩個新細胞密封起來）；
7.能夠產生能量分子以便為前面提到的酶提供能量的。
顯而易見，大腸肝菌細胞本身就是數十億年進化的產物，所以它是複雜和完備的——遠比第一個生命細胞複雜。即使這樣，第一個生命細胞也必須具有：細胞壁；保持和擴大細胞壁的能力（生長）；處理“食物”（其他漂浮在細胞外面的分子）以創造能量的能力；分裂自己以進行繁殖的能力。否則，它就不是真正的細胞，而且也不是真正的生命。在想像具有這些能力的原始細胞如何自然地繁殖自己時，考慮一些簡化的假設會很有幫助。
也許原始的能量分子與現在的生命細胞中的機理有很大不同，而且能量分子碰巧非常充足且自由漂浮在環境中。因此，原始細胞不必生成它們。也許地球當時的化學成分有助於蛋白質鏈的自然產生，這樣海洋中充滿了不計其數的無規則的蛋白質鍊和酶。也許最初的細胞壁可自然形成脂質球狀體，而且這些球狀體能隨機俘獲不同的化學物質的化合物。也許第一個基因藍圖是DNA之外的某種東西。
這些例子確實簡化了產生“原始細胞”的要求，但是解釋生命的自然產生仍需要很多研究。也許第一批生命細胞完全不同於我們今天看到的那樣，而且至今沒有人想像得出它們可能是什麼樣子。總的來講，生命起源只可能有以下兩種方式：1.自然創造：隨機化學反應過程創造出第一個生命細胞。2.超自然創造：上帝或者某種其他超自然力量創造出第一個生命細胞。
即使是外星人或者隕星將第一個生命細胞帶到地球上也沒有關係，原因在於外星人也必須通過在某個點的自然或者超自然創造而產生，即必須有某種東西來創造出第一個外星人生命細胞。人類很可能需要經過很多年的研究才能夠完全解答這裡提到的所有三個問題。由於直到二十世紀五十年代才發現DNA，有關這種複雜分子的研究仍處於初級階段，我們還有許多東西需要探究。關於進化論令人興奮的一點是，我們能夠同時看到它在今天和過去的作用。
例如，《進化》一書中提到：已知最早的爬行動物特別像兩棲動物，所以將它們歸為哪一類在很大程度上只是一個觀點問題。但是，在這個生命領域沒有任何缺失環節；從兩棲類到爬行動物的所有演變階段都存在最為清晰的古生物學證據。換句話說，過去和現在都存在著關於某種進化過程的大量證據。我們不僅在今天的細菌和昆蟲中看到這種證據，而且在化石記錄中也看到了數百萬物種在數百萬年間進化的證據。
在未來科學家將完全解讀DNA，而且能夠用變異和自然選擇解釋地球上生命進化的每一個部分。科學家將發展一種新理論來回答前面提出的問題並讓幾乎所有人都滿意，進而取代我們今天的進化論。科學家將觀察到一種全新的現象，並能以此來解釋我們今天看到的生命多樣性。
許多人相信創世論，上帝或者某種其他超自然的力量介入並創造出我們今天看到的所有生命。化石記錄表明，我們現在的數億個新物種是在數億年的時間創造出來的，物種創造需要經歷一個極長的歷史時期，這是一個強烈而持續不斷的過程。如果科學家觀察到下次出現的產生重大新物種的創造過程，他們可以將它記錄下來並理解其原理。讓我們暫且相信當前的進化論確實解釋了今天所有生命的創造過程。一個引人注目的問題是：下一步會發生什麼？進化肯定現在就在起作用。我們自己的物種智人僅僅問世了大約40,000年。進化為人類準備著什麼，這種變化將如何表現出來？
某一天出生的嬰兒的大腦會是今天一般人的兩倍大嗎？如果是這樣，這種大腦的能力又會怎樣，它與我們今天看到的大腦有什麼不同呢？我們的大腦現在正在緩慢的進化嗎？某一天出生的嬰兒會有多於23對的染色體嗎？如果是這樣，新的染色體將會帶來什麼影響？人們將知道如何通過基因工程式控制製或者加速進化嗎？一旦我們完全理解了不同的基因組，我們是否能夠設計進化步驟從而更快地創造出新物種？那些物種看起來會是什麼樣？我們設計它們來做什麼呢？
這些都是令人著迷的問題，它們揭示了進化可以有多大的作用。假如時間充足，進化可以淘汰我們今天看到的物種並創造出全新的物種，從而完全改變地球上的生命。在最近幾年裏，DNA證據已經開始在許多國家的刑事司法系統中發揮重要作用。它被用於證明嫌疑犯是否涉嫌犯罪，以及釋放被錯誤定罪的無辜者。在美國DNA證據在幾起備受關注的刑事案件中，起到了不可或缺的作用。其中就包括O·J·辛普森案和1996年莊布娜·拉姆齊謀殺案的調查。
大部分人已經大概瞭解過什麼是DNA。在你身體的每個部位，都隱藏著重要的說明手冊和藍圖。DNA分子是一條很長的扭曲鏈，稱為雙螺旋線。DNA看似非常複雜，但實際上它只是由四種核苷酸組成：1.腺嘌呤2.胞核嘧啶3.鳥嘌呤4.胸腺嘧啶。這些核苷酸以堿基對的形式存在，其鏈結方式像梯子的橫檔。其中腺嘌呤和胸腺嘧啶總是成對結合，胞核嘧啶和鳥嘌呤總是成對結合。儘管人與人之間的絕大部分DNA沒什麼區別，但是DNA中大約有300萬個堿基對（大約占整個基因的0.1%）卻因人而異。
在人體細胞中，DNA由23對染色體緊緊包裹而成。每對染色體的其中一個條來自于母親，另一條來自于父親。換句話說，你的DNA是你母親和父親的結合體。除非你有個雙胞胎兄弟，否則你的DNA就是獨一無二的。這就是DNA證據在調查中如此有價值的原因，因為其他人幾乎不可能擁有和你相同的DNA。
DNA證據的關鍵在於比較犯罪現場的DNA和嫌疑犯的DNA。為此，調查人員必須完成以下三件事：1.搜集犯罪現場出現的DNA和嫌疑犯的DNA；2.分析DNA，生成DNA圖譜；3.比較兩張圖譜。
權威鑒定部門可以從幾乎任何組織（包括毛髮、指甲、骨頭、牙齒和體液）中提取DNA。有時，調查人員找到了DNA證據但卻沒有找到嫌疑犯。這時，執法官員可以將犯罪現場的DNA，與存儲在資料庫中DNA圖譜進行比較。美國最通用的資料庫稱為CODIS，意思是聯合DNA檢索系統（Combined DNA Index System）。CODIS由FBI維護。根據法律，美國所有50個州的權威鑒定部門必須搜集已定罪的性犯罪者的DNA樣本，輸入到CODIS中。有些州還要求所有已定罪的重罪犯提供DNA執法官員採用各種方法來檢驗DNA。
準備和分析DNA的正確步驟根據調查人員所使用的方法而有所不同。但一般來說，檢測過程都要檢驗DNA鏈的非編碼部分。基因（組成人體細胞蛋白質的範本）只占DNA鏈的5%。DNA的剩餘部分是非編碼，並且包含許多重複堿基對。不同類型的檢驗要尋找和分析不同的堿基對重複圖譜。
限制性片段長度多態性 (RFLP) 分析是用於分析DNA的法庭首選檢驗方法之一。它分析DNA鏈（包含重複堿基對）的長度。這些重複的堿基對稱為可變數目串聯重複序列 (VNTR)，這是因為它們能在任何地方以1到30倍的數量複製自身。RFLP分析要求調查人員用酶（它會在特定點破壞DNA鏈）溶解DNA。重複的數量將影響每條 DNA結果鏈的長度。調查人員通過比較DNA鏈的長度來進行樣本比對。RFLP分析需要未受灰塵污染的較大DNA樣本。
聚合酶鏈式反應 (PCR)分析是一項較新的技術，它可以在比較小的樣本中放大DNA。這一過程通過生成許多與少量DNA完全相同的複製品來實現。它常用作短串聯重複序列 (STR) 分析的預備階段，這是當今最常用的法庭分析類型。STR分析檢驗堿基對在DNA鏈中的特定基因座或位置重複出現的頻率。這些情況可能是二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸或五核苷酸重複——也就是二、三、四或五堿基對重複。調查人員通常在經過PCR擴增的樣本中尋找四核苷酸或五核苷酸，因為這些樣本的精確度可能是最高的。
在STR分析中，檢驗員必須：從樣本細胞中提取DNA→確定DNA的數量→使用PCR技術放大DNA→採用毛細管電泳提取放大的DNA。這幾個步驟勞動強度相當大，但現在許多步驟可以通過機器人和電腦來完成。FBI的CODIS資料庫採用經過短鏈重複序列分析並檢驗了13個基因座的樣本。兩個人具有完全相同的13個基因座STR圖譜的幾率大約為十億分之一。
1985年，DNA首次在法庭上充當審判證據，但直到1988年，DNA證據才真正做到把犯人送入監獄。在嚴重依賴統計預測的法庭科學中，DNA證據是一個複雜領域。在早期案件中，陪審員們必須面對充斥數學公式的大量證據，因此很容易在辯護律師誘導下產生懷疑。從那以後，許多改進措施允許犯罪調查人員完善他們所採用的技術，最終克服了對DNA識別技術合法性的質疑。這些改進包括：
1.新的檢驗程式——RFLP分析需要品質相對較高的大量DNA。新程式需要的DNA數量少很多，並且完成速度更快。
2.DNA來源——一套獨創性的取樣方法，允許調查員們從過去很難使用，或者因污染嚴重而無法使用的樣本中提取DNA。
3.擴充DNA資料庫——許多國家（包括美國和英國）已經建立了詳盡資料庫，其中擁有數以十萬計的獨特個體DNA圖譜。然而，這些資料庫也產生了侵犯隱私的問題。DNA包含的個人資訊比指紋多得多。例如，一個人的 DNA包含從瞳色到基因缺陷的一切資訊。因為DNA中編有個人資訊，所以有些人擔心廣泛使用DNA資料庫，可能促使政府根據DNA編碼區分人群，產生新型歧視。不過，目前人們並不認為FBI的CODIS資料庫能與個人實際特徵準確關聯。
4.培訓——犯罪實驗室已經設計出許多正式程式來分析和處理證據，降低樣本污染的可能性。在法庭方面，公訴人已經對提供基因證據的技巧更加瞭解，許多州制定了相應規則來監管DNA證據在法庭案件中的可接受性。
5.科學教育——近年以來，世界範圍內爆發了許多爭論，比如使用DNA證據、克隆動物或銷售基因改造的農作物。自那以後，有關DNA和其特性的課堂教學在許多地方已變得更加深入和廣泛。
由於DNA圖譜證據在辛普森案中的重要表現，大多數人都知道刑事調查人員將DNA 圖譜用於：1.證明有罪——匹配的DNA圖譜能將嫌疑犯與犯罪行為或犯罪現場聯繫起來。2.為無辜者洗刷罪名——根據DNA證據，能將無辜者從死囚牢中釋放出來。到目前為止，DNA證據在排除嫌疑犯方面，已經同指認和判定罪犯方面一樣有效；由FBI進行的DNA圖譜比對中，約30%的結果幫助警方排除了無辜嫌疑人。
在刑事法庭以外，DNA證據在以下方面也非常有用：
1.親子鑒定和其他案例中，權威部門需要證明個體之間是否具有血緣關係——其中一個很不名譽的父子血緣關係案例是在1998年末由《自然》雜誌刊登的。其內容是研究美國第三任總統湯瑪斯·傑佛遜是否與他的一個奴隸生下了私生子。
2.鑒定性別——員警調查人員經常要為屍體或骨骸確認身份，這是他們不樂意面對的工作。DNA是恢復力很強的分子，而樣本可以從毛髮或骨頭組織中輕鬆提取；死者的DNA圖譜創建以後，可以與有失蹤人口的家庭樣本進行比對，確定兩者是否匹配。就連軍隊也使用DNA圖譜取代老式身份識別牌。每個新兵必須提供血液和唾液樣本，這些儲存的樣本以後可用於鑒定在任務中死亡的士兵的身份。即使沒有匹配的DNA來最終鑒別一具屍體，DNA圖譜也是有用的，因為它能提供有關受害者的重要線索，例如，他或她的性別和種族。
3.研究人類種群的演變——科學家試圖使用從全世界的屍骨和活人中提取的樣本，來說明早期人類種群可能經歷了全球性移居，以及形成多個不同種族的過程。
4.研究遺傳疾病——科學家還對具有遺傳疾病（如老年性癡呆）的家族的 DNA特徵進行研究，試圖瞭解沒有患這種疾病和患有這種疾病的人之間的染色體差別，希望將這些差別與疾病關聯起來。
用動物精子作為外源DNA載體已成為轉基因的主要方法之一,並在多種動物上獲得成功。最近，人們對外源DNA與精子結合的分子機理進行深入研究發現：外源DNA可與精子膜上30-35kDa蛋白質特異結合,結合強度受精子膜上MHCII因數的調節。精清中的IF-1因數能抑制精了結合外源DNA,從而維持物種的遺傳穩定性。
精子結合外源DNA的量是恒定的，部分DNA能進入精子核內，CD4蛋白具有轉運外源DNA進入精子核內的功能。進入核內的外源DNA牢固結合在精子核骨架上,然後整合到染色體的特異位點。但是,精子與外源DNA結合後能啟動精子內的核酸酶,進而使外源DNA分子降解,可能是導致這種轉基因方法穩定性差的主要原因。
基因方法是轉基因動物生產的重要技術環節之一，目前最為普遍運用的是微注射法，但是其實驗設備昂貴、效率低，導致生產成本高。因而，人們一直在試圖尋找一種簡單、高效的轉基因方法。早在1971年,Brackett等發現家兔精子與H 標記的SV40DNA共培養後，發現精子頭部有放射性物質存在，用處理的精子進行人工授精後，在2-細胞胚胎中檢測到SV40DNA。這些表明家兔精子能在受精過程中將外源DNA帶入卵母細胞。
18年以後，Arezzo(1989年)用吸附pSRVCAT或pSV2CAT海星精子與卵子受精後,外源基因在胚胎中獲得表達。同年，Lavitrano等(1989)報導用小鼠附睾精子作為外源DNA載體，與卵子體外受精後,後代中的30%是轉基因小鼠。後來，相繼在12種動物上獲得成功。儘管這一技術用於轉基因動物的生產目前仍然存在爭議，但深入研究外源DNA與動物精子的結合機理,對探討物種的遺傳穩定性,建立穩定、高效的轉基因技術具有重要意義。
精子蛋白和DNA相互作用的機理和精子介導外源基因轉移的最新研究進展：
1.促進DNA與動物精子結合的方法
<A>共孵育法 將精液與DNA(20μg/ml)直接混合,或對精液進行稀釋,使其濃度達1×106-188/ml,再與DNA混合孵育20-40min。採用這種直接孵育的方法，吸附外源性DNA的精子占6.3%左右,精子在吸附DNA後仍保持很好的活力。Horan(1991)用豬精子進行的實驗表明，DNA與精子結合牢固,每精子約結合3.8×102個DNA分子,運動精子捕捉DNA的效率較高。
<B>電擊法 通過高壓電場使精子質膜通透性產生暫時的可逆性變化,從而使DNA分子進入細胞內。在電穿孔前,先對精子進行離心洗滌,然後用電穿孔緩衝液(200mM/L葡萄糖,5mM/:硫酸鎂,2mM/L疏基乙醇和20mM/LTris-HCI,pH值7.6)稀釋精子，瑞針精子懸浮液置入高壓細胞處理器中進行電脈衝處理。電脈衝能增加牛精子攝取外源DNA的效率(Gagne等,1995)。電擊牛精子可使精子報取DNA的量增加5-8倍。體外受精後經PCR技術分析有22%的胚胎攜帶外源基因。Horan(1991)發現電擊能提高豬精子對DNA的攝取量,在禽類,Nakanish等(1993)也獲得了類似的結果,電擊後精子攝取DNA的量增加10倍,用螢光原位雜交發現用此精子輸精獲得的胚胎23%表現陽性。
<C>脂質體法 Lipofectin脂質體,表面帶有陽離子,可與帶負電的DNA形成脂質體－DNA複合複。複合物通過靜電作用被細胞吸附,再通過細胞隔合或細胞吞噬作用進入細胞內。陽離子脂質體轉基因效率比傳統的包埋基因的脂質體明顯提高。DNA用脂質體包裹後,與精子共處理,人工受精的後代中63%為轉基因兔(Rottmann等，1994),用轉染的禽精子人工授精獲得了15%-26%的轉基因後代。
2.精子載體轉基因的機理
<A>精子攜帶外源DNA的條件幾乎所有動物的精子都具有與外源DNA結合的能力(Spadafors,1998)，但只有附睾精子和經洗滌去除精清的射出精子才能夠有效攜帶外源DNA,這說明精清中的某些成分強烈抑制外源DNA的結合。在自然受精時，因為精清對精子的保護作用，杜絕了外源遺傳物質對遺傳穩定性的干擾，避免了物種的變異，目前，已在哺乳動物精清中和低等動物（如海膽）的精子表面發現了一種頡頏DNA結合的抑制因數(稱為IF-1)。來源於海膽精子的IF-1的提取物經純化分析，確定它是一種糖蛋白。IF-1和N-糖基酶或0-糖基酶預孵育能完全解除其對外源DNA結合的抑制作用(Zani等,1995)。IF-1廣泛存在於哺乳動物的精液中，它能選擇性地結合到精子的核後帽區，與外源DNA結合的部位相同。因而,IF-1很可能在自然界起著屏障和保護附睾精子免受外源分子的侵入作用。
外源DNA與精子的結合可能還受一個分子量為30-35kDa精子蛋白質的調節。在研究DAN與精子膜蛋白結合的中發現此蛋白質能與DNA形成穩定的複合物,並與IF-1有很高的親合性。在頡頏實驗中發現IF-1分子能置換出與DNA結合的30-35kDa蛋白質(Zani等,1995)。最近的研究還發現組織相容性因數Ⅱ(MHCⅡ)參與精子與外源DNA的結合,因為MHCⅡ基因敲除小鼠的附睾精子結合外源DNA的能力降低(Lavitrano等，1997)。MHCⅡ是精子在生成過程中合成的,儘管MHCⅡ不直接與DNA結合,但MHCⅡ表達量降低,精子對外源DNA結合的能力降低。
<B>外源DNA進入精子頭部的機理無論頭部是色形或橢圓形的精子,外源DNA都結合核後帽區。兩者的結合通過離子間力的作用，並且是可逆的。結合的DNA能被其他帶負電荷的大分子物質置換出(Lavintrano等，1992),如肝素等。精子結合外源DNA的量是恒定的,部分DNA能進入精子核內(Francolini等,1993),進入核的DNA約占總結合DNA15%-22%。這表明外源DNA進入精子核內不是被動和隨機的,可能受某種因數的調節。最近的研究發現CD4蛋白在外源DNA進入精子核內的過程中起著關鍵作用。編碼CD4蛋白基因敲除的小鼠精子,儘管它們攝取外源DNA的能力和正常小鼠一樣,但DNA不能進入精子的核內(Lavitrano等,1997)。CD4蛋白的單克隆抗體與正常小鼠的附睾精子共培養後,與外源DNA共培養,發現外源DNA不能進入精子核內。這些結果表明CD4蛋白調節外源DNA進入精子核內。
免疫螢光和Western斑點分析都證實正常小鼠精子存在CD4蛋白(Lavitrano等,1997)。外源DNA與精的結合及外源DNA進入精子核內的過程可用一個模型予以解釋:如果沒有IF-1因數的抑制,外源DNA與DNA結合蛋白(DBP,即精子表面30-35kDa蛋白質)相互作用,作用力的大小依賴于精子生成過程中MHCII的表達量。DNA-DPB複合體激發CD4活性,CD4與核酸蛋白複合體連接形成DNA-DBP-CD4複合體,此複合體可通過核孔,到達核基質。在核基質區，外源DNA與DBP-CD4複合體脫離,DNA與精子染色體DNA緊密接觸。游離的蛋白複合體在精子表面迴圈,再轉運新的DNA分子到精子核內。這一模型較合理地解釋了目前所獲得的實驗結果，但這僅是一個假說，其具體機理尚不完全清楚(Spadafora,1998)。
<C>外源DNA在精子內的變化進入精子核內的外源DNA分子結構是否發生變化呢?編碼綿羊乳球蛋白的DNA與小鼠附睾精子共培養,從精子核內分離外源DNA,經Southern雜交分析發現:用低濃度DNA處理(1-10ng/106精子),外源DNA分子仍然完整,當用較高濃度的DNA處理(300-500/105精子),DNA分子大量降解。這表明大量外源DNA進入可能引起附睾精子內核酸裂解酶活性增高(Maione等,1997)。當精子與外源DNA分子培養時,精子核酸酶被啟動,催化精子染色體DNA的局部降解。射出精子不同於附睾精子，對外源DNA進入的反應遲鈍,攜帶外源DNA精子的比率高,這很可能與精液中某些因數有關。這一結果解釋了用小鼠附睾精子作外源DNA載體比射出精子獲得轉基因後代更為困難的現象。
<D>外源DNA與精子染色體DNA的相互作用 Anthony等(1999)將支除質膜的小鼠精子頭與報告基因GFP或LacZ共注射到小鼠卵母細胞中,獲得了顯微受精胚胎。結果發現64%-94%的胚胎和20%的胚胎移植後代表達了報告基因。這一結果遠高於通常的原核顯微注射法，說明在注射前精子頭和外源DNA已經發生了相互作用。對進入小鼠精子核內外源DNA的深入研究發現外源DNA牢固結合在精子核骨架上(Magnano等,1998)。PSV2CAT DNA與精子核骨架共培養後,提取DNA構建基因文庫,發現pSV2CAT基因和小鼠染色體DNA發生重組。Southern雜交分析兩個隨機選擇的克隆片段,長度分別為7.0kb和8.5kb,發現質粒DNA被整合到小鼠基因組中,且整合位點完全相同(Zorapi,1997)。通過分析拓撲異構酶 的酶切位點與精子核骨架的關係表明，外源DNA的完全整合可能與核基質附著區(MARs)有關,整合位點一致性說明整合發生在一個或幾個優先宿主位點上。
3.精子載體轉基因技術的前景和問題
目前,動物精子能攜帶外源DNA是可以肯定的,在精子介導轉基因過程中有些因數或參數可能起著重要作用,但現在還不清楚,因此,需進一步研究其分子機理。精子載體法已在12種動物中獲得了轉基因後代(Spadafora,1998), 其中包括牛(Schellander等,1995)、豬(Sperandio等，1996；Lavitrano等,1997；Lavitrano等，1999)、家兔(Rottmann,1994)、小鼠(Lavitrano,1989)。精子DNA的獨特包裝可能具有區別自身與外源DNA的功能,它像是一把結實的鎖阻止內外DNA的自由迴圈,對保護動物自身遺傳物質的穩定非常重要。DNA分子和精子的結合不是隨機的,而受特定分子的調控。在多數情況下，外源基因被部分或完全降解或重排，剩下的DNA通常存在於染色體以外。這種簡單的轉基因方法要成為一種實用、穩定的方法，還有特深入研究。主要研究內容包括：精子和外源DNA結合的分子機制,外源DNA在精子和受精卵內的命運和整合機制,以促進精子結合外源DNA的方法和途徑。
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