家畜育種動物克隆技術(shù)

家畜育種動物克隆技術(shù)第一頁，共十八頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容動物克隆技術(shù)動物克隆的技術(shù)流程幾種克隆動物影響動物克隆效率因素動物克隆的研究展望第二頁，共十八頁，2022年，8月28日動物克隆技術(shù)

動物克隆是一種通過核移植過程進行無性繁殖的技術(shù)。1963年在題為“人類種族在未來二萬年的生物可能性”的演講上采用“克隆(Clone)”的術(shù)語。發(fā)育早期的動物胚胎細(xì)胞，或成年動物的體細(xì)胞，經(jīng)顯微手術(shù)移植到去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中之后，在適當(dāng)?shù)臈l件下，可以重新發(fā)育成正常胚胎。這種胚胎被移植到生殖周期相近的母體之中，可以發(fā)育成為正常動物個體。經(jīng)過核移植而產(chǎn)生的動物，其遺傳結(jié)構(gòu)與細(xì)胞核供體完全相同。這種不經(jīng)過有性生殖過程，而是通過核移植生產(chǎn)遺傳結(jié)構(gòu)與細(xì)胞核供體相同動物個體的技術(shù)，就叫做動物克隆。第三頁，共十八頁，2022年，8月28日動物克隆技術(shù)

自從“多莉”羊問世以來，“克隆”一詞廣為人知．動物克隆這一領(lǐng)域也逐漸成為生命科學(xué)的研究熱點。目前，在動物界進行過核移植研究的主要有變形蟲、兩柄類、魚類、昆蟲、脊索椎動物和哺乳類等六大類動物。目前．動物克隆技術(shù)的核心是核移植技術(shù)，指將一個雙倍體的細(xì)胞核(包含一點圍在核周圍的細(xì)胞質(zhì))與另一個已經(jīng)去掉(或滅活)單倍體細(xì)胞核的卵子(生殖細(xì)胞)的細(xì)胞質(zhì)重組。在一定條件下，使其像受精卵一樣啟動發(fā)育并形成胚胎、幼體或成體。這是一種用人工的“非有性生殖”的方式來完成的繁殖和發(fā)育過程。第四頁，共十八頁，2022年，8月28日動物克隆的技術(shù)流程第五頁，共十八頁，2022年，8月28日動物克隆的技術(shù)流程早期，研究人員用受精卵作為受體細(xì)胞質(zhì)。后來發(fā)現(xiàn)．成熟卵母細(xì)胞更適于用作核移植的受體細(xì)胞質(zhì)：它能使各個發(fā)育時期胚胎甚至體細(xì)胞核的重構(gòu)胚胎恢復(fù)到受精卵的狀態(tài)，重新編序，正常發(fā)育到到期出生。完全去掉受體卵母細(xì)胞的核是進行細(xì)胞核移植克隆哺乳動物的前提。常用去核方法有盲吸法、半卵法和功能性去核法等。由于通過胚胎作供核體移植培育克隆動物途徑有局限性，故目前的大多數(shù)研究使用體細(xì)胞(已分化細(xì)胞)作為供核體。一個個體的體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是完全一樣的。所以用其作供體，產(chǎn)生的后代完全一樣。第六頁，共十八頁，2022年，8月28日動物克隆的技術(shù)流程

目前，核質(zhì)融合的最常用的方法是電融合法。將上述取得的核轉(zhuǎn)移到已經(jīng)人工去核的成熟卵母細(xì)胞卵周隙內(nèi)，并施加微電流脈沖，使核質(zhì)融合．形成重組胚。重組胚胎首先經(jīng)一定時間的體外培養(yǎng)，或放人中間受體輸卵管內(nèi)孵育。之后，將重組胚移入母體子宮，妊娠發(fā)育至分娩。第七頁，共十八頁，2022年，8月28日幾種克隆動物1.多利綿羊

1996年，一只名叫多利的綿羊被成功克隆誕生，這只雌性綿羊一直存活了6年。這是世界上第一只被克隆的哺乳動物，它被認(rèn)為是人類克隆研究領(lǐng)域上最大的成功，之后數(shù)以百計的類似多利的哺乳動物被克隆出來。第八頁，共十八頁，2022年，8月28日幾種克隆動物

2.獼猴特拉

2000年，實驗室首次成功克隆了一只叫做特拉的獼猴，后來科學(xué)家們陸續(xù)克隆了多只猴子，可用于研究人員測試糖尿病等病癥。3.克隆豬美國實驗室引入基因改良豬，使這些克隆豬能夠生長出適合人類的器官和細(xì)胞組織。此次一共克隆了5頭雌性豬，其中最大的一頭叫做米莉，它們是2000年美國一家生物公司成功克隆的。第九頁，共十八頁，2022年，8月28日幾種克隆動物4.克隆牛我國首例和第二例健康成活的體細(xì)胞克隆?！翱悼怠焙汀半p雙”，它們分別是在2001年11月3日和6日在山東萊陽農(nóng)學(xué)院降生的。第十頁，共十八頁，2022年，8月28日幾種克隆動物5.克隆貓科畢這只名叫科畢的貓于2001年成功克隆，從此開辟了寵物克隆市場，并最終形成了克隆寵物的國際性行業(yè)。6.克隆狼

2005年，首爾國立大學(xué)宣布成功地克隆了兩只灰狼，這是保護環(huán)境和野生動物的一種有效措施。第十一頁，共十八頁，2022年，8月28日影響動物克隆效率因素哺乳動物克隆效率低下,克隆后代發(fā)育異常已成為目前制約動物克隆技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的瓶頸?？寺『蟠壮霈F(xiàn)一些表型異常,如呼吸和循環(huán)系統(tǒng)的問題、超重現(xiàn)象等。其可能的原因概述如下：

1.無性生殖

克隆技術(shù)是一種無性繁殖技術(shù)。在有性生殖過程中，生殖細(xì)胞在生命過程的大部分時間段內(nèi)都處于高度的甲基化狀態(tài)。維持這一狀態(tài)可以降低外界惡劣環(huán)境可能對其產(chǎn)生的變異；其次，生殖細(xì)胞在生成過程中經(jīng)過大規(guī)模的篩選。供體細(xì)胞在個體發(fā)育中沒有像生殖細(xì)胞一樣具有高度甲基化狀態(tài)的保護，產(chǎn)生變異的幾率高于生殖細(xì)胞；克隆動物所用的體細(xì)胞是實驗者任意挑出的，而不像生殖細(xì)胞一樣經(jīng)過生理過程的嚴(yán)格篩選。第十二頁，共十八頁，2022年，8月28日影響動物克隆效率因素

2.去甲基化過程

供體細(xì)胞進入卵細(xì)胞質(zhì)后發(fā)生的變化不同于受精過程。在正常的受精過程中，精子進入卵子后立即發(fā)生精子染色體的去甲基化過程，而卵子的染色體部分并不發(fā)生去甲基化過程，只有當(dāng)合子開始第1次分裂前很短的時間內(nèi)，卵子的染色體組才開始發(fā)生大規(guī)模去甲基化。這一現(xiàn)象表明兩性生殖過程中，合子內(nèi)不同來源染色體(父源／母源)經(jīng)歷重編程的過程是不相同的。體細(xì)胞克隆研究中供體細(xì)胞核進入卵細(xì)胞質(zhì)后發(fā)生的變化卻不同。體細(xì)胞核本身就是二倍體，同源染色體不象精子和卵子染色體具有結(jié)構(gòu)差異作為標(biāo)志，因此在去甲基化的過程中沒有精卵結(jié)合時去甲基化的過程一樣的精確，常常發(fā)生去甲基化的異常。而在實驗室條件下對動物胚胎進行克隆操作或體外非生理條件的培養(yǎng)時，常常導(dǎo)致印跡基因的甲基化發(fā)生變化。第十三頁，共十八頁，2022年，8月28日影響動物克隆效率因素

3.胎外胎盤組織x染色體失活

在正常的兩性結(jié)合成為合子后的胚胎發(fā)育過程中，雌性后代形成的胎外胎盤組織內(nèi)失活的x染色體為父系來源，而對克隆動物的研究發(fā)現(xiàn)，胎外胎盤組織x染色體失活是隨機的。這種隨機滅活可能是克隆動物胎盤發(fā)育異常的又一原因?？寺游镅芯恐杏行╊愋偷募?xì)胞克隆成功率低，有些類型細(xì)胞的克隆成功率較高。這些現(xiàn)象的原因一方面歸咎于供體細(xì)胞本身的變異。另一方面不同體細(xì)胞的甲基化構(gòu)型不同，卵細(xì)胞質(zhì)不可能對每一類構(gòu)型的體細(xì)胞都發(fā)生正確的去分化作用，有些細(xì)胞類型的甲基化構(gòu)型容易被反轉(zhuǎn)，有些細(xì)胞類型的甲基化構(gòu)型不容易被反轉(zhuǎn)。第十四頁，共十八頁，2022年，8月28日動物克隆的研究展望1.用于拯救瀕危動物克隆技術(shù)在搶救瀕危珍稀物種、保護生物多樣性方面可發(fā)揮重要作用。以瀕危稀有動物的體細(xì)胞為供核細(xì)胞進行種間核移植，可以解決對瀕危稀有動物卵母細(xì)胞成熟不夠、卵母細(xì)胞數(shù)量不足等問題。陳大元、Vogel和Lanzm等在這些領(lǐng)域做出了非常重要的貢獻，受到廣泛關(guān)注。2.加快育種步伐且提高育種質(zhì)量在良種選育方面，對選擇優(yōu)良性狀的動物進行克隆，可以擴大種畜群巾優(yōu)良基因．迅速提高種畜品質(zhì)。在雜種優(yōu)勢利用方面，可以減少時間的花費，選育的種畜性狀迅速穩(wěn)定。第十五頁，共十八頁，2022年，8月28日動物克隆的研究展望

3.克隆技術(shù)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)結(jié)合

體細(xì)胞核移植技術(shù)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)的結(jié)合將對解決人類器官移植來源、醫(yī)藥生產(chǎn)和疾病治療、生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究等具有非常重要的意義。用基因打靶技術(shù)篩選陽性細(xì)胞作供核體進行核移植，得到轉(zhuǎn)基因動物。核移植可以通過鑒別核供體的核型而預(yù)先得知轉(zhuǎn)基因動物的性別。可選擇性地制備雌性的轉(zhuǎn)基因動物，有利于在母乳中表達(dá)外源基因。

4.克隆技術(shù)與干細(xì)胞技術(shù)結(jié)合

在體細(xì)胞克隆動物成功率低的情況下,利用ES細(xì)胞(EmbryonicStemcells)進行克隆可以增加成功率。通過克隆動物的胚胎干細(xì)胞作異源移植，可以解決人類移植器官供求矛盾。胚胎干細(xì)胞研究與克隆技術(shù)的結(jié)合必為未來醫(yī)學(xué)和基因治療帶來無限生機。第十六頁，共十八頁，2022年，8月28日參考文獻：

[1]粱雪.動物克隆研究進展[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY,2009年第19卷第2l期.150—151

[2]雷安民,竇忠英.動物細(xì)胞分化與克隆[J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報,JournalofAgr