核移植技術(shù)與動(dòng)物克隆

第八章

核移植技術(shù)與動(dòng)物克隆1精選ppt教學(xué)目的和要求：2學(xué)時(shí)掌握克隆的定義；掌握細(xì)胞核移植技術(shù)的類型；掌握細(xì)胞核移植技術(shù)的一般流程；了解細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用。2精選ppt一、什么是動(dòng)物克?。?/p>

動(dòng)物克隆是一種通過核移植過程進(jìn)行無性繁殖的技術(shù)。發(fā)育早期的動(dòng)物胚胎細(xì)胞，或成年動(dòng)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(dòng)物個(gè)體。經(jīng)過核移植而產(chǎn)生的動(dòng)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(dòng)物個(gè)體的技術(shù)，就叫做動(dòng)物克隆。3精選ppt核移植技術(shù)：所謂核移植技術(shù)就是利用顯微操作技術(shù)將一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移植到另一個(gè)細(xì)胞中，或者將兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核（或細(xì)胞質(zhì)）進(jìn)行交換，從而可能創(chuàng)造無性雜交生物新品種的一項(xiàng)技術(shù)。4精選ppt胚胎克?。菏褂玫暮斯w細(xì)胞如果來自多細(xì)胞階段的胚胎，叫做胚胎克隆。體細(xì)胞克?。菏褂玫暮斯w細(xì)胞來自動(dòng)物體，叫做

體細(xì)胞克隆。5精選ppt二、兩棲類細(xì)胞核移植1938年Spemann最先提出將多細(xì)胞胚胎的每一個(gè)細(xì)胞核移植到去掉核的卵母細(xì)胞中，使它們重新發(fā)育成胚胎的設(shè)想。1952年，Briggs和King沿用Spemann的思路和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，首次獲得兩棲動(dòng)物美洲豹蛙胚胎細(xì)胞核移植的后代．核供體為囊胚期的胚胎細(xì)胞——實(shí)驗(yàn)成功核供體為原腸胚期的中胚層和內(nèi)胚層細(xì)胞——實(shí)驗(yàn)失敗6精選ppt1958年到1962年，英國(guó)劍橋大學(xué)的JohnGurdon和Machineer利用爪蟾原腸內(nèi)胚層細(xì)胞核移植，培育出可育的非洲爪蟾．1970年JohnGurdon以同樣的方法，用青蛙腳蹼角質(zhì)化細(xì)胞進(jìn)行移核試驗(yàn)，蛙卵發(fā)育成了蝌蚪。7精選ppt三、魚類的核移植從1961年開始，童第周等以金魚和鳑鮍魚為材料，進(jìn)行魚類不同亞科間的細(xì)胞核移植獲得成功，用以研究雜交細(xì)胞核與純種細(xì)胞核在發(fā)育功能上的差異，以及細(xì)胞質(zhì)對(duì)細(xì)胞核的影響．8精選ppt1979年，中國(guó)科學(xué)院武漢水生物研究所利用鯽魚做移核試驗(yàn)。他們把鯽魚囊胚期細(xì)胞經(jīng)過385天59代連續(xù)傳代培養(yǎng)后，再將此種培養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞核移植到同種鯽魚的未受精卵中。到1980年4月，他們成功地培育了兩尾無性繁殖的幼魚，其中一條發(fā)育正常。9精選ppt1989年，童第周、牛滿江又將鯽魚胚胎細(xì)胞核移入鯉魚去核的未受精卵中，實(shí)現(xiàn)了不同種間的核質(zhì)雜交，成功地?zé)o性繁殖了“鯉鯽核魚”新品種。10精選ppt四、哺乳類的細(xì)胞核移植11精選ppt1981年，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)和美國(guó)杰克遜實(shí)驗(yàn)室合作，首次對(duì)小鼠卵進(jìn)行移核試驗(yàn)獲得成功。他們將囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞的核移入去核的受精卵中，經(jīng)培養(yǎng)移核卵發(fā)育至囊胚期，再將此胚胎移入同步孕鼠子宮內(nèi)，最后產(chǎn)下兩雌一雄仔鼠，并發(fā)育成了可育的個(gè)體。12精選ppt五、核移植技術(shù)的一般操作程序

核移植克隆哺乳動(dòng)物的技術(shù)操作過程主要包括核受體和核供體的處理和制備、核移植、重組胚的體外或體內(nèi)培養(yǎng)、核移植胚胎移入代孕母畜（寄母）等步驟。13精選ppt1．核受體細(xì)胞的準(zhǔn)備去核卵母細(xì)胞常常作為核移植的受體細(xì)胞。這是因?yàn)樵诼涯讣?xì)胞的細(xì)胞質(zhì)含有某種特定的因子，可以使移植核中所含有的基因表達(dá)程序發(fā)生重新排列，使已經(jīng)分化了的細(xì)胞重新回到發(fā)育過程的原點(diǎn)，同受精卵一樣開始個(gè)體發(fā)育過程。卵母細(xì)胞的來源有兩種方式：一是用激素對(duì)雌體進(jìn)行超排處理，從輸卵管沖出體內(nèi)成熟的MⅡ卵母細(xì)胞。二是從屠宰場(chǎng)收集卵巢，吸出濾泡中的卵丘—卵母細(xì)胞復(fù)合體(COCs)，在體外培養(yǎng)成熟后作為受體。14精選ppt2．核供體細(xì)胞的準(zhǔn)備在核移植操作中，細(xì)胞核供體細(xì)胞首先必須是完整的二倍體，該細(xì)胞必須保持有供體動(dòng)物完整的基因組；其次，供體細(xì)胞核必須能夠在受體細(xì)胞質(zhì)的作用下，產(chǎn)生細(xì)胞分化過程的倒轉(zhuǎn)，變得如同剛剛受精的合子一樣，能重新完成從受精到發(fā)育成一個(gè)正常動(dòng)物個(gè)體的全過程。

供體細(xì)胞主要有兩大類：胚胎卵裂球和體細(xì)胞。另外，核供體細(xì)胞的來源還有胚胎干細(xì)胞和胎兒成纖維細(xì)胞。

15精選ppt3．細(xì)胞核移植

常用的核移植方法有兩種，即胞質(zhì)內(nèi)注射和透明帶下注射。胞質(zhì)內(nèi)注射是用一個(gè)外徑5～8μm的注核針吸取供體核后直接注射進(jìn)卵母細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)的方法。透明帶下注射則是把供體細(xì)胞核注射在透明帶與卵母細(xì)胞之間的卵周隙中，核移植后用電刺激進(jìn)行細(xì)胞融合。16精選ppt4．激活卵母細(xì)胞的激活涉及的因素很多，無論是受精引起的卵母細(xì)胞激活還是人工的激活，都會(huì)引起卵母細(xì)胞發(fā)生一系列的反應(yīng)，這些反應(yīng)是胚胎發(fā)育所必需的。其激活原理是通過電刺激、鈣離子載體等方法，使卵母細(xì)胞從MII期中解放出來，并轉(zhuǎn)到“受精”的狀態(tài)。17精選ppt5．重組胚的體內(nèi)或體外培養(yǎng)

經(jīng)融合和激活的重組胚移入中間受體作體內(nèi)或體外培養(yǎng)，觀察重組胚的發(fā)育率。羊、牛、豬的核移植胚常采用體內(nèi)培養(yǎng)方法獲得桑椹胚和囊胚，即羊和牛的重組胚用瓊脂包埋后移入休情期的母羊結(jié)扎的輸卵管中體內(nèi)培養(yǎng)4-7d，發(fā)育至桑椹胚和囊胚。豬的核移植重組胚移入同期化受體母豬輸卵管內(nèi)作體內(nèi)培養(yǎng)7d，發(fā)育為囊胚。大鼠、小鼠和兔的核移植胚多作體外培養(yǎng)，發(fā)育至桑椹胚或囊胚。18精選ppt6．胚胎移植重組克隆胚胎移植的受體母畜要選擇皮毛顏色與供體品種不同、繁殖性能強(qiáng)、體格稍大的當(dāng)?shù)仄贩N，進(jìn)行同期發(fā)情處理，按常規(guī)方法移植代孕母畜（寄母）的子宮中，待其發(fā)育到產(chǎn)仔。19精選ppt六、核移植技術(shù)的應(yīng)用1．制備轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物，

進(jìn)行生物藥物生產(chǎn)；2．培育優(yōu)良畜種，擴(kuò)大良種種群；3．開展異種動(dòng)物克隆，拯救瀕危動(dòng)物；4．與干細(xì)胞技術(shù)結(jié)合，開展治療性克隆5．利用核移植技術(shù)，研究生物學(xué)的基本問題。20精選ppt七、克隆羊與體細(xì)胞核移植21精選ppt動(dòng)物克隆(clone)：一、無性方式二、遺傳結(jié)構(gòu)與細(xì)胞核供體相同22精選ppt細(xì)胞核移植技術(shù)：

利用顯微操作技術(shù)將一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移植到另一個(gè)去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)人工活化和體外培養(yǎng)后，再移植入代孕母體內(nèi)，使其發(fā)育為含有與供體細(xì)胞相同遺傳物質(zhì)的個(gè)體。23精選ppt名字：Dolly(1996.7.5-2003.2.14)性別：雌出生地點(diǎn)：英國(guó)愛丁堡市羅斯林研究所創(chuàng)造者：伊恩·維爾穆特及其領(lǐng)導(dǎo)的小組基因父親：無

基因母親：一只芬蘭多塞特白面綿羊

生育母親：一只蘇格蘭黑臉羊24精選ppt12345ABC1、克隆羊的培育過程2、個(gè)體之間的關(guān)系3、涉及到的生物技術(shù)核移植技術(shù)、細(xì)胞融合胚胎移植技術(shù)D25精選ppt這一成果的重要生物學(xué)意義：第一，它證明了一個(gè)已經(jīng)完全分化了的動(dòng)物體細(xì)胞仍然保持著當(dāng)初胚胎細(xì)胞的全部遺傳信息，并且經(jīng)此技術(shù)處理后，體細(xì)胞恢復(fù)了失去的全能性形成完整個(gè)體。26精選ppt第二，多利是世界上首例利用成年哺乳動(dòng)物體細(xì)胞作為供體細(xì)胞繁殖的克隆羊，即成體母羊的復(fù)制品。它的成功提示我們可以進(jìn)一步做到，在培育體細(xì)胞成為核供體之前，利用“基因靶”技術(shù)精確地誘發(fā)核基因的遺傳改變或精確地植入目的基因，再用選擇技術(shù)準(zhǔn)確地挑選那些產(chǎn)生了令人滿意變化的細(xì)胞作為核供體，從而生產(chǎn)出基因克隆體。也就是說，我們可以按照人的意志去改選、生產(chǎn)物種。27精選ppt第三，在現(xiàn)代生物學(xué)領(lǐng)域中，沒有任何一項(xiàng)研究成果能夠比通過對(duì)基因進(jìn)行有規(guī)律地控制而解決更多的問題的先例。多利羊的誕生及生長(zhǎng)表明，利用克隆技術(shù)復(fù)制哺乳類動(dòng)物的最后技術(shù)障礙已被突破，在理論上已成為可能。28精選ppt八、克隆技術(shù)存在的問題

理論問題分化的體細(xì)胞克隆對(duì)遺傳物質(zhì)重編（細(xì)胞核內(nèi)所有或大部分基因關(guān)閉，細(xì)胞重新恢復(fù)全能性的過程）的機(jī)理還不清楚；克隆動(dòng)物是否會(huì)記住供體細(xì)胞的年齡；克隆動(dòng)物的連續(xù)后代是否會(huì)累積突變基因；在克隆過程中胞質(zhì)線粒體所起的遺傳作用等問題還沒有解決。29精選ppt實(shí)踐問題克隆動(dòng)物的成功率還很低；生出的部分個(gè)體表現(xiàn)出生理