克隆羊之多利課件

一、基因工程的概念

geneticengineering定義：又稱為重組DNA技術(shù)，指將某些特定的基因或DNA片斷，通過載體或其它手段送入受體細胞，使它們在受體細胞中增殖并表達的一種遺傳學(xué)操作。目的:是生產(chǎn)出符合人類需要的產(chǎn)品或創(chuàng)造出生物的新性狀，并能穩(wěn)定遺傳。按目的基因的克隆和表達系統(tǒng)，分為原核生物基因工程，酵母基因工程，植物基因工程和動物基因工程?；蚬こ叹哂袕V泛的應(yīng)用價值，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)開辟了新的應(yīng)用途徑，也為遺傳病的診斷和治療提供了有效方法?；蚬こ踢€可應(yīng)用于基因的結(jié)構(gòu)，功能與作用機制的研究，有助于生命起源和生物進化等重大問題的探討?；蚬こ痰母拍钪匾卣鳎?、可把來自任何生物的基因轉(zhuǎn)移到與其毫無關(guān)系的任何其他受體細胞中，可以任意改造生物的遺傳特性，創(chuàng)造出生物的新性狀2、某一段DNA可在受體細胞內(nèi)進行復(fù)制，為制備大量純化的DNA片段提供了可能基因工程的概念應(yīng)用價值：1、工業(yè)中的應(yīng)用2、在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用3、農(nóng)林牧漁業(yè)中的應(yīng)用4、生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究二、基因工程技術(shù)路線1、DNA片段的取得（目的基因的分離和制備）2、DNA片段和載體的連接——重組體DNA3、外源DNA片段引入受體細胞——基因克隆和基因文庫4、選擇基因（目的基因）5、目的基因表達切接轉(zhuǎn)選表達粘性末端、平整末端200多種限制性內(nèi)切酶，切點各不相同（二）DNA片段和載體的連接

——重組體DNA載體：細菌中的質(zhì)粒、溫和噬菌體重組體DNA：載體DNA+引入的DNA粘性末端平整末端連接酶（三）重組體DNA引入受體細胞受體:大腸桿菌、真核細胞轉(zhuǎn)基因動物（transgenicanimals）：接受了外源基因，發(fā)生了性狀改變的動物克?。╟lones）、無性繁殖系:基因文庫（genelibrary）無性繁殖方式有營養(yǎng)繁殖、單性生殖和細胞分裂等。這一概念最近又?jǐn)U大到從一個脫糖核糖核酸(DNA)分子的片段增殖的結(jié)構(gòu)和功能完全相同的所有DNA分子。克隆與無性繁殖是不同的。無性繁殖是指不經(jīng)過雌雄兩性生殖細胞的結(jié)合、只由一個生物體產(chǎn)生后代的生殖方式，常見的有孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。由植物的根、莖、葉等經(jīng)過壓條或嫁接等方式產(chǎn)生新個體也叫無性繁殖。綿羊、猴子和牛等動物沒有人工操作是不能進行無性繁殖的?？茖W(xué)家把人工遺傳操作動物繁殖的過程叫克隆，這門生物技術(shù)叫克隆技術(shù)?？寺〉幕具^程是先將含有遺傳物質(zhì)的供體細胞的核移植到去除了細胞核的卵細胞中，利用微電流刺激等使兩者融合為一體，然后促使這一新細胞分裂繁殖發(fā)育成胚胎，當(dāng)胚胎發(fā)育到一定程度后，再被植入動物子宮中使動物懷孕，便可產(chǎn)下與提供細胞者基因相同的動物。這一過程中如果對供體細胞進行基因改造，那么無性繁殖的動物后代基因就會發(fā)生相同的變化。（四）選擇基因分子雜交（molecularhybridization）：基因序列遺傳學(xué)方法：性能免疫學(xué)方法：蛋白質(zhì)探針（probes）:根據(jù)所需基因的核苷酸順序制成一段與之互補的核苷酸短鏈，并用同位素標(biāo)記合成，蛋白質(zhì)——核苷酸順序mRNA——cDNA原位分子雜交（五）目的基因的表達目的基因在插入載體后，在其編碼順序的5’端有能被受體細胞識別的啟動基因順序及能和核糖體結(jié)合的順序。則該目的基因就可以表達，從而使基因工程得以實現(xiàn)?；蚬こ碳夹g(shù)路線2三、應(yīng)用生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究中的應(yīng)用農(nóng)林牧副漁中的應(yīng)用工業(yè)中的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用（一）在基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用幾乎在所有生命科學(xué)分支學(xué)科中得到應(yīng)用在分子生物學(xué)領(lǐng)域，利用基因工程技術(shù)對大腸桿菌體內(nèi)的基因50%以上已被定位，其DNA序列已被測出，基因表達調(diào)控關(guān)系也基本搞清。N噬菌體的基因60%已被定位，其DNA全序列被測出。在真核生物中，利用基因工程的理論和技術(shù)已發(fā)現(xiàn)上百種癌基因和209余種抗癌基因，它們分別是細胞增殖調(diào)控的正負(fù)信號。在發(fā)育生物學(xué)中精細胞的分化及受精過程所發(fā)生的變化，基因表達的發(fā)育調(diào)控的研究與基因工程技術(shù)的應(yīng)用是密不可分的。在神經(jīng)生物學(xué)方面，利用基因工程技術(shù)對腦結(jié)構(gòu)與功能研究結(jié)構(gòu)顯示，腦中約有3萬個基因處于表達狀態(tài)，其中腦特異的mRNA占總mRNA的6.5%，長度在2640bp，這些mRNA編碼的蛋白質(zhì)承擔(dān)著神經(jīng)系統(tǒng)的特異功能。研究腦組織不同功能區(qū)的mRNA分布，從cDNA推知其表達蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，結(jié)合抗體標(biāo)記這些蛋白質(zhì)在腦中的分布，將最終導(dǎo)致在分子水平上揭示腦思維、記憶功能的機制?；蚬こ痰睦碚摵图夹g(shù)對人類基因組計劃的實現(xiàn)具有重大作用，將對人類基因組作圖和測序，對于了解人類的全部基因構(gòu)成，提供可資查的一個完美的基因信息庫，也為認(rèn)識人類遺傳疾病和癌發(fā)病機理提供有價值的信息。

（二）在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用運用基因工程的方法，把負(fù)責(zé)特定的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物中去，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因植物，有抗病蟲害，抗逆，保鮮，高產(chǎn)，高質(zhì)的優(yōu)點。例如，有一種叫BT的細菌，天生可以釋放出一種殺蟲毒素，運用基因工程的技術(shù)把這種細菌的基因提取出來，注入到對抗生素具有免疫功能的細菌體內(nèi)，在把它放在一個抗生素環(huán)境中，這樣一來只有那些既具有BT殺蟲基因，又對抗生素有免疫功能的細菌能夠存活下來，最后把這些細菌的基因抽取出來，注入到玉米細胞中，于是這種玉米便獲得了殺蟲的功能。1.增加農(nóng)作物產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，如：增加種子、塊莖的蛋白質(zhì)含量，改變植物蛋白的必需氨基酸比例等。2.提高農(nóng)作物抗逆性能如：抗病蟲害、抗旱、抗?jié)?、抗除草劑等性能?.提高光合作用效率將是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的一個有效方法。4.生物固氮的基因工程。若能把禾谷等非豆科植物轉(zhuǎn)變?yōu)槟芡鼍采蚓吖痰芰?，將代替無數(shù)個氮肥廠。5.增加植物次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)率。植物次生代謝產(chǎn)物構(gòu)成全世界藥物原料的25%，如治療瘧疾的奎寧、治療白血病的長春新堿、治療高血壓的東莨菪堿、作為麻醉劑的嗎啡等。6.運用轉(zhuǎn)基因動物的技術(shù)，可培育畜牧業(yè)新品種。蘇云金芽孢桿菌所產(chǎn)生的毒素蛋白(BT)對許多鱗翅類害蟲有殺滅作用，已有噴灑蘇云金芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物或提純了的BT于農(nóng)作物葉面，用于蟲害防治的實驗。近來，用植物基因工程的方法，已經(jīng)培育出能表達BT毒素的轉(zhuǎn)基因植物、煙草、馬鈴薯、番茄等。它們在田間實驗表現(xiàn)出對玉米螟、棉鈴蟲、煙草天蛾等蟲害有殺滅防治效果。另外，把生長激素基因轉(zhuǎn)入奶牛或肉牛，提高牛奶產(chǎn)量，提高飼料轉(zhuǎn)化率等等，亦有實驗報道。但是，轉(zhuǎn)基因植物／動物真正達到可以實際應(yīng)用，還需許多基礎(chǔ)研究，還有很長的路要走。轉(zhuǎn)基因動物

利用基因工程技術(shù)可以進行動物遺傳轉(zhuǎn)化，將外源基因?qū)雱游锶旧w基因組內(nèi)能穩(wěn)定整合并遺傳給后代，現(xiàn)已完成轉(zhuǎn)基因鼠，豬，羊，兔，魚等，這不但為動物基因工程育種提供了新途徑，還可作為一種生物反應(yīng)器生產(chǎn)各種有用的蛋白質(zhì)。例如，把生長激素基因轉(zhuǎn)入奶?；蛉馀?，可以提高牛奶產(chǎn)量，提高飼料轉(zhuǎn)化率。

（三）在工業(yè)中的應(yīng)用啤酒釀造白酒和黃酒的釀造和酒精生產(chǎn)干酪“吃油”工程菌纖維素酶啤酒釀造中，主要的發(fā)酵微生物是釀酒酵母。酵母把麥芽汁中的葡萄糖、麥芽糖、麥芽二糖等成分轉(zhuǎn)變成乙醇。但是麥芽汁中還有約占碳水化合物總數(shù)約20%的糊精不能被釀酒酵母利用。另一種酵母叫糖化酵母能分泌把糊精切開成為葡萄糖的酶，但是它產(chǎn)生的啤酒口味不好。用基因工程的方法，把糖化酵母中編碼切開糊精的酶的DNA基因引入釀酒酵母中去。這樣的釀酒酵母工程菌能最大限度地利用麥芽中的糖成分，使啤酒產(chǎn)量大為提高；并且因為殘余糊精量的降低，亦提高了啤酒的質(zhì)量。在白酒和黃酒的釀造和酒精生產(chǎn)中，常用霉菌產(chǎn)生的淀粉糖化酶使淀粉糖化，然后由釀酒酵母把糖轉(zhuǎn)化為乙醇，淀粉需先經(jīng)高溫蒸煮，淀粉顆粒溶脹糊化，才能被霉菌產(chǎn)生的淀粉糖化酶所作用。蒸煮消耗的能量甚多，不少實驗室已經(jīng)試驗將淀粉糖化酶基的基因轉(zhuǎn)入釀酒酵母，使淀粉糖化及乙醇發(fā)酵兩步操作均由酵母來完成，并且力求免去蒸煮過程，可以大為節(jié)約能源。干酪是高附加值奶制品，且有極高的營養(yǎng)價值。制造干酪需要大量的凝乳酶。傳統(tǒng)的方法是從哺乳小牛的第四個胃中提取凝乳酶粗制品，當(dāng)然很不經(jīng)濟?，F(xiàn)在已經(jīng)做到將小牛的凝乳酶基因轉(zhuǎn)入釀酒酵母中去，經(jīng)酵母菌培養(yǎng)生產(chǎn)出大量具天然活性的凝乳酶，用于干酪制造業(yè)。乳清的利用：干酪生產(chǎn)中，取出凝乳塊后，產(chǎn)生大量乳清。乳清中含有很多乳糖，少量蛋白質(zhì)，以及豐富的礦物質(zhì)和維生素。把乳清作為廢棄物排出，造成污染。近來把乳酸克魯維酵母的水解乳糖的基因轉(zhuǎn)入釀酒酵母，后者便可利用乳清發(fā)酵來產(chǎn)生酒精?！俺杂汀惫こ叹?油輪的海上事故常常使海面和海岸產(chǎn)生嚴(yán)重的石油污染，造成生態(tài)問題。早在1979年美國GEC公司構(gòu)建成具有較大分解烴基能力的工程菌，并經(jīng)美國聯(lián)邦最高法院裁定，獲得專利。這是第一例基因工程菌專利。（四）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用1.基因工程用于生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物治療糖尿病的胰島素，是一種51個氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)，1982年美國EliLilly公司推出基因工程制造的人胰島素，商品名為(Humulin)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是從牛的胰臟中提取。每1000磅牛胰臟，才能得到10克胰島素。通過基因工程方法，把編碼胰島素的基因送到大腸桿菌細胞中去，造出能生產(chǎn)胰島素的工程菌；從200升發(fā)酵液就可得到10克胰島素。干擾素具有廣譜抗病毒的效能，是一種治療乙肝的有效藥物，國際上批準(zhǔn)治療丙型病毒性肝炎的藥物只有它。但是，通常情況下人體內(nèi)干擾素基因處于"睡眠"狀態(tài)，因而血中一般測不到干擾素。只有在發(fā)生病毒感染或受到干擾素誘導(dǎo)物的誘導(dǎo)時，人體內(nèi)的干擾素基因才會"蘇醒"，開始產(chǎn)生干擾素，但其數(shù)量微乎其微。即使經(jīng)過誘導(dǎo)，從人血中提取1mg干擾素，需要人血8000ml，其成本高得驚人。據(jù)計算：要獲取1磅（453g）純干擾素，其成本高達200億美元。使大多數(shù)病人沒有使用干擾素的能力。1980年后，干擾素與乙肝疫苗一樣，采用基因工程進行生產(chǎn)，其基本原理及操作流程與乙肝疫苗十分類似?，F(xiàn)在要獲取1磅（453g）純干擾素，其成本不到1億美元。從人血中分離純化治療一個肝炎病人的費用高達二三萬美元，用基因工程技術(shù)生產(chǎn)干擾素治療一個肝炎病人大約只需二三百美元。基因工程生產(chǎn)出來的大量干擾素，是基因工程藥物對人類的又一重大貢獻。生產(chǎn)基因工程藥物的基本方法是，將目的基因用DNA重組的方法連接在載體上，然后將載體導(dǎo)入靶細胞（微生物，哺乳動物細胞或人體組織靶細胞），使目的基因在靶細胞中得到表達，最后將表達的目的蛋白質(zhì)提純及作成制劑，從而成為蛋白類藥或疫苗。若目的基因直接在人體組織靶細胞內(nèi)表達，就成為基因治療。目前用基因工程生產(chǎn)的蛋白質(zhì)藥物已達數(shù)十種，許多以前本不可能大量生產(chǎn)的生長因子，凝血因子等蛋白質(zhì)藥物，現(xiàn)在用基因工程辦法便可能大量生產(chǎn)。已有50多種基因工程藥物上市，近千種處于研發(fā)狀態(tài)。每年平均有3-4個新藥或疫苗問世，開發(fā)成功的約五十個藥品已廣泛應(yīng)用于治療癌癥、肝炎、發(fā)育不良、糖尿病、囊纖維變性和一些遺傳病上，在很多領(lǐng)域特別是疑難病癥上，起到了傳統(tǒng)化學(xué)藥物難以達到的作用。

正在開發(fā)的350種生物技術(shù)藥物中，1/3以上用于腫瘤，其中有30種用于黑素瘤，20種用于結(jié)直腸癌，13種用于乳腺癌，13種用于前列腺癌。正在開發(fā)的疫苗有77種，用于預(yù)防或治療HIV感染、AIDS、結(jié)直腸癌、胰腺癌、乳腺癌、肺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌、多發(fā)性硬化、中風(fēng)。正在開發(fā)的生物技術(shù)藥物中，有29種用于HIV感染、AIDS和AIDS相關(guān)疾??；19種用于自身免疫性疾病，其中11種用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、3種用于狼瘡；8種用于血液疾病，其中4種用于血友病，一種用于鐮形細胞性貧血。2.基因工程用于疫苗生產(chǎn)常用的制備疫苗的方法，一種是弱毒活疫苗，一種是死疫苗。兩種疫苗各有自身的弱點?；钜呙珉[含著感染的危險性。死疫苗免疫活性不高，需加大注射量或多次接種。利用基因工程制備重組亞基疫苗，可以克服上述缺點，亞基疫苗指只含有病原物的一個或幾個抗原成分，不含病原物遺傳信息。重組亞基疫苗就是用基因工程方法，把編碼抗原蛋白質(zhì)的基因重組到載體上去，再送入細菌細胞或其他細胞中區(qū)大量生產(chǎn)。這樣得到的亞基疫苗往往效價很高，但決無感染毒性等危險。

在酵母中表達乙型肝炎表面抗原HBsAg產(chǎn)量可達每升2.5mg，已于1984年問世?；蚬こ躺a(chǎn)疫苗有良好的發(fā)展前景。乙肝病毒（HBV）主要由兩部分組成，內(nèi)部為DNA，外部有一層外殼蛋白質(zhì)，稱為HBSAg。把一定量的HBSAg注射入人體，就使機體產(chǎn)生對HBV抗衡的抗體。機體依靠這種抗體，可以清除入侵機體內(nèi)的HBV。過去，乙肝疫苗的來源，主要是從HBV攜帶者的血液中分離出來的HBSAg，這種血液是不安全的，可能混有其他病原體。此外，血液來源也是極有限的，使乙肝疫苗的供應(yīng)猶如杯水車薪，遠不能滿足需要?；蚬こ桃呙缃鉀Q了這一難題。利用基因剪切技術(shù)，用一種"基因剪刀"將調(diào)控HBSAg的那段DNA剪裁下來，裝到一個表達載體中，所謂表達載體，是因為它可以把這段DNA的功能發(fā)揮出來；再把這種表達載體轉(zhuǎn)移到受體細胞內(nèi)，如大腸桿菌或酵母菌等；最后再通過這些大腸桿菌或酵母菌的快速繁殖，生產(chǎn)出大量我們所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。3.基因工程用于基因治療人體基因的缺失，導(dǎo)致一些遺傳疾病，應(yīng)用基因工程技術(shù)使缺失的基因歸還人體，達到治療的目的，已成為基因工程在醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用的又一重要內(nèi)容。五、藥物開發(fā)（一）藥物作用機制（二）藥物基因組學(xué)(一)藥物作用機制1．理化反應(yīng)

2．參與或干擾細胞代謝3．影響生理物質(zhì)轉(zhuǎn)運4．對酶的影響5．作用于細胞膜的離子通道6．影響核酸代謝7．影響免疫機制8．受體（二）藥物基因組學(xué)

1997年6月28日金賽特（巴黎）可伯特實驗室宣布成立世界上第一個獨特的基因與制藥公司，研究基因變異所致的不同疾病對藥物的不同反應(yīng)，并在此基礎(chǔ)上研制出新藥或新的用藥方法，這一新概念被稱為藥物基因組學(xué)。藥物基因組學(xué)可以說是基因功能學(xué)與分子藥理學(xué)的有機結(jié)合，在很多方面這種結(jié)合是非常必要的。藥物基因組學(xué)區(qū)別于一般意義上的基因?qū)W，它不是以發(fā)現(xiàn)人體基因組基因為主要目的，而是相對簡單地運用已知的基因理論改善病人的治療。也可以這么說，藥物基因組學(xué)以藥物效應(yīng)及安全性為目標(biāo)，研究各種基因突變與藥效及安全性的關(guān)系。

提高新藥研制的成功率。對于每一個藥物來說，大約都有10%--40%的人沒有療效，有百分之幾或更多的人有副作用。因此，以與藥物效應(yīng)有關(guān)的基因為靶點研制新藥，以基因的多態(tài)性與藥物效應(yīng)的多樣性為平臺可進行藥物的臨床前藥理及臨床試驗，做到根據(jù)基因特征有針對性地選擇試驗人群，減少試驗經(jīng)費，縮短研制時間。如果制藥公司利用藥物基因組學(xué)理論可以事先預(yù)見結(jié)果或篩選試驗人群的話，它們的成功率就會高得多。重新估價過去未通過的新藥。對原來一些證明“無效”或“毒副反應(yīng)大”的藥物，藥物基因組學(xué)研究有可能證明其對某些人群有較好的作用，或者說根據(jù)基因選擇治療藥物可提高藥物的有效性，避免不良反應(yīng)的發(fā)生。這樣，所有在臨床試驗中失敗的藥物都有可能“推倒重來”。六.多利羊風(fēng)暴

1997．2．27

Nature（385：810－813）

英國愛丁堡羅斯林研究所

伊恩威爾穆特小組：

多利羊

1996.7出生

1996.11收到文章

1997.2文章發(fā)表多利羊之父威爾穆特多利羊成為明星多利和它的孩子返回

文章發(fā)表，在全世界引起巨大反響。

一方面學(xué)術(shù)界高度評價

1997.3.2美國華盛頓郵報

奧勒岡州沃爾小組：成功克隆兩只恒河猴（96.8出生）

1997.3.5臺灣地區(qū)吳明杰小組：5只克隆豬。

沃爾小組成功克隆兩只恒河猴返回吳明杰小組：5只克隆豬在日本克隆成功的牛返回

另一方面，人們馬上意識到克隆人的威脅。

政界紛紛出來表態(tài)。

1997.3.4（美）克林頓總統(tǒng)宣布：禁止聯(lián)邦政府資助人體克隆實驗。

1997.3.5（意）衛(wèi)生部長在眾議院宣布：禁止人體和動物克隆。

1997.3.11世界衛(wèi)生組織（WHO）宣布：禁止人體克隆試驗。

1997.3.11歐盟委員會宣布：反對人體克隆試驗。

中國衛(wèi)生部宣布：禁止人體克隆試驗。

一條科學(xué)成就的宣布，在全世界范圍內(nèi)，在短短幾十天左右時間，從學(xué)術(shù)界到經(jīng)濟界、政界引起巨大而深刻的反響，是空前的。

“克隆”一詞也頓時變得婦孺皆知。

七、從一個細胞到一只羊

所有有性繁殖的生物，都是從一個受精卵發(fā)育到完整的生物體。

嬰兒

1012

個細胞成人

1014

個細胞(1克肝或胃，由2.5－3億個細胞組成。)人體總共有200多種細胞類型。返回1、細胞分化

在個體發(fā)育中，細胞后代在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異的過程，稱為細胞分化。

2、細胞的發(fā)育潛能

由一個細胞可能分化發(fā)育出多少種細胞？這就是細胞的發(fā)育潛能。

大致有三種不同的發(fā)育潛能。全能性——

具有能使后代細胞形成完整個體的潛能的細胞稱全能性細胞。例如：受精卵卵子受精過程返回精子正在穿越卵子外膜核融合

多能性——

具有分化出多種組織或細胞（但是不能形成完整個體）的潛能的細胞稱多能性細胞。

例如，生血多能干細胞

從多能生血干細胞可以分化發(fā)育出許多種血細胞。

單能性——

只能分化成一種細胞的干細胞稱單能干細胞。

例如，單能生血干細胞返回3、對于植物來說，分化成熟的植物細胞體，仍保持全能性，仍有可能發(fā)育成完整植株。

第一例從一個植物體細胞

一棵植株的實驗。

無性繁殖楊柳插枝繁殖

山芋塊根繁殖

馬鈴薯塊莖繁殖

這些都還不是嚴(yán)格意義上的一個體細胞一棵植株

返回從單個細胞到愈傷組織到整個植株胡蘿卜返回從植物體細胞到一棵完整的植株植物體細胞具有全能性對于動物來說：

隨著分化的演進，細胞逐漸喪失其分化潛能。

全能性多能性

單能性

分化成熟的體細胞。

圖

實際上，動物細胞喪失全能性的過程，開始得很早。

人類生產(chǎn)四胞胎的幾率為1/7x105新千年上海首例四胞胎誕生返回4、分化成熟的動物細胞已失去全能性。不可能發(fā)育成為完整的動物個體。原因何在？

陸續(xù)出現(xiàn)一些探索動物細胞全能性喪失原因的實驗。

1952豹蛙

囊胚細胞核去核卵母細胞

蝌蚪

可育的蛙

爪蟾：腸上皮細胞核仍保持全能性爪蟾的核移植實驗爪蟾：腸上皮細胞核仍保持全能性返回

1978黑斑蛙(童第周)

蛙紅細胞核去核未受精卵細胞

蝌蚪

1981克隆小鼠的實驗

Illmensee&Hoppe

的克隆小鼠實驗細胞核受體細胞核供體收集受精卵去核融合甲品種小鼠乙品種小鼠收集囊胚期細胞團分散成單細胞取核融合將核注入已去核的受精卵中

在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)至細胞團植入假母子宮產(chǎn)出小鼠核移植小鼠（克隆小鼠）

長成成鼠，呈核供體小鼠性狀返回

以上實驗得出的結(jié)論

囊胚階段的細胞乃至成熟的體細胞，其細胞核仍具有全能性——可能發(fā)育成完整個體。

細胞核保持著全套基因組。

看來，關(guān)鍵在于細胞質(zhì)。細胞質(zhì)中有著決定細胞分化全能性的物質(zhì)，稱為分化決定子。

后來實驗證明，細胞質(zhì)中的分化決定子，是

RNA。它們對紫外線敏感，對RNase

敏感。

在卵子形成過程中，卵母細胞中含有2－5萬種mRNA，每種約600個拷貝。這些

RNA

構(gòu)成母體信息，決定受精卵的發(fā)育潛能。

信息體（informasome）

在卵子中，母體信息以核糖核酸蛋白（RNP）顆粒形式存在，其沉降系數(shù)比核糖體還大，稱為信息體。

返回

到1980s初，克隆實驗已用小鼠取得成功。

囊胚細胞核＋去核受精卵

那么，為什么1990s底多利羊?qū)嶒灣晒θ詴疬@么大的震動？

從囊胚細胞核到分化成熟的體細

胞核是一個大進步。

從實驗小鼠到羊，也有所不同。

最重要的是時機：1980s初到

1990s末。

返回八、多利羊?qū)嶒灥脑O(shè)計和實施

1、實驗過程嚴(yán)密的實驗設(shè)計精心的操作過程嚴(yán)格的結(jié)果檢驗實驗過程細胞核受體

ScottishBlackfaceewe細胞核供體注射促性腺激素釋放激素經(jīng)28-33h排卵DolldorsetBlackWleshFinnDorseteweeweMountain9天胚26天胎羊6歲母羊孕期最后三個月胚細胞胎羊細胞乳腺細胞培養(yǎng)于0.5%胎牛血清培養(yǎng)基中，使從生長周期中出來停頓于G。34~36h

取出核分別進行

培養(yǎng)在羊輸卵管上6天，分裂成長至桑椹期或囊胚期細胞融合移入假母（蘇格蘭黑臉母羊）子宮,1~3胚/頭假母50~60天，超聲檢查，21頭胎羊，以后每14天查一次。最后產(chǎn)出八頭小羊分屬三個核供體來源。

胎羊丟失率：62%（13頭）

以形態(tài)特征，DNAmicrosatelliteanalysis

產(chǎn)出小羊均顯示供體羊特征返回2、實驗成功的關(guān)鍵，血清饑餓

使細胞核和去核卵細胞處于細胞周

期中相匹配的階段。

使結(jié)合在基因（DNA）上的調(diào)控

蛋白脫落下來。

重新編程（repreogram,remodel）返回

對多利羊?qū)嶒灥馁|(zhì)疑。

質(zhì)疑：來自乳腺的細胞究竟是不是分化成熟的體細胞？(原來供細胞的母羊已死)

回答：在Nature原文中已說明，懷孕期間胚胎細胞可能進入母體，1/106可能性。需要進一步實驗。

九、多利羊?qū)嶒灥睦碚撘饬x和實

踐意義

1、理論意義

證實分化成熟的動物細胞核仍具全能性。

證實細胞質(zhì)對胚胎發(fā)育分化的決定性。

2、實踐意義

蛋白質(zhì)－多肽類藥物

(胰島素、凝血因子、干擾素、生長因子)

1998年產(chǎn)76億美元

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