对绵羊、山羊所进行的转基因研究大多集中于利用其乳腺作为生物反应器生产药用蛋白。虽然绵羊、山羊的产奶量比奶牛低，但它们每年也能生产几百升，同时，转基因羊比转基因牛更容易获得。有人采用与生产转基因鼠类似的方法，构建了用乳腺特异性启动子驱动的饿编码人类基因的载体，得到的转基因绵羊和山羊，它们都能将表达的人类蛋白质分泌到乳汁中。转基因羊表达的转入基因编码的蛋白质是经过糖基化的，理论上讲应该同从人体内提取的蛋白质一样具有生物活性。但是，要确定转基因动物乳腺所产生的蛋白质与人的蛋白质的天然形式是否完全相同，还需进行更深入的研究。
人们最早在转基因鼠中表达的药用蛋白包括人的生长激素（hGH）、人的组织纤溶酶原激活剂（htPA）等，但是从鼠的乳汁中获取这类用于人体的药用蛋白一方面产量较低，另一方面人们从心理上难以接受食用鼠乳。把人们的心理需要和转基因动物制作成本及难度等因素综合起来考虑，羊可以算是最佳的选择，目前在家畜中表达的药用蛋白基本都是在转基因羊中获得的。
早在1991年，怀特等人首先用羊乳球蛋白启动子驱动抗胰蛋白酶（antitrypsin，ATT）基因，构成转入基因。然后通过微注射法将基因转入绵羊，最终共获得了四雌一雄5只转基因绵羊，4只雌绵羊都生出了杂台体羊羔，经过进一步交配就可以获得纯合的转基因绵羊。实践证明，在4只雌绵羊产奶期产生的乳汁中均含有ATT，含量高达 1-35 g／L，而每只绵羊在产奶期可产奶250-800 L，由此可见利用转基因动物生产药用蛋白的巨大潜力，生产出的ATT可用于治疗遗传性ATT缺乏症及肺气肿。
用同样的方法，人们已获得了可在乳汁中表达htPA的山羊，产量也达到了每升乳汁含几克到25g的htPA。有些药用蛋白质如各种细胞因子，如果组成型大量表达会危害宿主动物的发育的话，那么就应该要考虑使用诱导表达的启动子和乳腺特异性启动子，这样可使外源基因只在诱导后才表达。金属硫蛋白基因启动子是常用的诱导表达的启动子之一，在获得转基因羊之后，需要表达外源基因时只要在转基因羊的饲料中添加适量的Cd2+，Fe2+就可以诱导外源基因的表达。利用这种方法，人们已构建出了人的生长激素（hGH）转入基因，并将其转入绵羊，获得了可在诱导下在乳汁中表达人生长激素的转基因绵羊。目前，已在转基因羊的乳汁中成功地表达了凝血因子IX、白细胞介素2、尿激酶等多种药用蛋白。
绵羊、山羊在乳腺中表达转入基因不会对羊的母子造成不良影响。但是，当把金属硫蛋白基因启动子驱动的牛生长激素基因转入猪体内时，却观察到转入基因对转基因猪的不良影响。虽然转基因猪表达牛生长激素的水平高低不同，但从整体上看它们把饲料转化为膘重的效率增加了，可惜的是这一正效应被其他生理负效应抵销掉了，这些负效应包括胃溃疡、肾功能丧失、变跛、关节肿胀、易染肺炎等等。造成这些症状的原因目前还不清楚，也许是因为长期生长激素过高的缘故。
猪的转基因实验，以转化人的血红蛋白基因最为成功。具体做法是：将人β珠蛋白基因的调控区域与两个人α1珠蛋白，一个人βa珠蛋白基因相连接，构建载体。得到的转基因猪在血液中表达了人的血红蛋白，人们根据各种化学标准检测发现，它们与天然的人血红蛋白性质完全相同。
也许在不远的将来人们就可以用转基因动物生产的人血红蛋白来辅助输血了。
