家畜育种动物克隆技术.ppt

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1、动物克隆技术（发展史，利与弊）animal clone technology,主要内容：,动物克隆技术动物克隆的技术流程几种克隆动物影响动物克隆效率因素动物克隆的研究展望,动物克隆技术,动物克隆是一种通过核移植过程进行无性繁殖的技术。1963 年在题为“人类种族在未来二万年的生物可能性”的演讲上采用“克隆(Clone)”的术语。发育早期的动物胚胎细胞，或成年动物的体细胞，经显微手术移植到去掉细胞核的卵母细胞中之后，在适当的条件下，可以重新发育成正常胚胎。这种胚胎被移植到生殖周期相近的母体之中，可以发育成为正常动物个体。经过核移植而产生的动物，其遗传结构与细胞核供体完全相同。这种不经过有性生殖过

2、程，而是通过核移植生产遗传结构与细胞核供体相同动物个体的技术，就叫做动物克隆。,自从“多莉”羊问世以来，“克隆”一词广为人知动物克隆这一领域也逐渐成为生命科学的研究热点。目前，在动物界进行过核移植研究的主要有变形虫、两柄类、鱼类、昆虫、脊索椎动物和哺乳类等六大类动物。目前动物克隆技术的核心是核移植技术，指将一个双倍体的细胞核(包含一点围在核周围的细胞质)与另一个已经去掉(或灭活)单倍体细胞核的卵子(生殖细胞)的细胞质重组。在一定条件下，使其像受精卵一样启动发育并形成胚胎、幼体或成体。这是一种用人工的“非有性生殖”的方式来完成的繁殖和发育过程。,动物克隆的技术流程,早期，研究人员用受精卵作为受体

3、细胞质。后来发现成熟卵母细胞更适于用作核移植的受体细胞质：它能使各个发育时期胚胎甚至体细胞核的重构胚胎恢复到受精卵的状态，重新编序，正常发育到到期出生。完全去掉受体卵母细胞的核是进行细胞核移植克隆哺乳动物的前提。常用去核方法有盲吸法、半卵法和功能性去核法等。,由于通过胚胎作供核体移植培育克隆动物途径有局限性，故目前的大多数研究使用体细胞(已分化细胞)作为供核体。一个个体的体细胞的遗传物质是完全一样的。所以用其作供体，产生的后代完全一样。目前，核质融合的最常用的方法是电融合法。将上述取得的核转移到已经人工去核的成熟卵母细胞卵周隙内，并施加微电流脉冲，使核质融合形成重组胚。重组胚胎首先经一定时间的

4、体外培养，或放人中间受体输卵管内孵育。之后，将重组胚移入母体子宫，妊娠发育至分娩。,几种克隆动物,1.多利绵羊 1996年，一只名叫多利的绵羊被成功克隆诞生，这只雌性绵羊一直存活了6年。这是世界上第一只被克隆的哺乳动物，它被认为是人类克隆研究领域上最大的成功，之后数以百计的类似多利的哺乳动物被克隆出来。,2.猕猴特拉 2000年，实验室首次成功克隆了一只叫做特拉的猕猴，后来科学家们陆续克隆了多只猴子，可用于研究人员测试糖尿病等病症。3.克隆猪 美国实验室引入基因改良猪，使这些克隆猪能够生长出适合人类的器官和细胞组织。此次一共克隆了5头雌性猪，其中最大的一头叫做米莉，它们是2000年美国一家生物

5、公司成功克隆的。,4.克隆牛 我国首例和第二例健康成活的体细胞克隆牛“康康”和“双双”，它们分别是在2001年11月3日和6日在山东莱阳农学院降生的。,5.克隆猫科毕 这只名叫科毕的猫于2001年成功克隆，从此开辟了宠物克隆市场，并最终形成了克隆宠物的国际性行业。6.克隆狼 2005年，首尔国立大学宣布成功地克隆了两只灰狼，这是保护环境和野生动物的一种有效措施。,影响动物克隆效率因素,哺乳动物克隆效率低下,克隆后代发育异常已成为目前制约动物克隆技术发展和应用的瓶颈。克隆后代易出现一些表型异常,如呼吸和循环系统的问题、超重现象等。其可能的原因概述如下：1.无性生殖 克隆技术是一种无性繁殖技术。在

6、有性生殖过程中，生殖细胞在生命过程的大部分时间段内都处于高度的甲基化状态。维持这一状态可以降低外界恶劣环境可能对其产生的变异；其次，生殖细胞在生成过程中经过大规模的筛选。供体细胞在个体发育中没有像生殖细胞一样具有高度甲基化状态的保护，产生变异的几率高于生殖细胞；克隆动物所用的体细胞是实验者任意挑出的，而不像生殖细胞一样经过生理过程的严格筛选。,2.去甲基化过程 供体细胞进入卵细胞质后发生的变化不同于受精过程。在正常的受精过程中，精子进入卵子后立即发生精子染色体的去甲基化过程，而卵子的染色体部分并不发生去甲基化过程，只有当合子开始第1次分裂前很短的时间内，卵子的染色体组才开始发生大规模去甲基化。

7、这一现象表明两性生殖过程中，合子内不同来源染色体(父源母源)经历重编程的过程是不相同的。体细胞克隆研究中供体细胞核进入卵细胞质后发生的变化却不同。体细胞核本身就是二倍体，同源染色体不像精子和卵子染色体具有结构差异作为标志，因此在去甲基化的过程中没有精卵结合时去甲基化的过程一样的精确，常常发生去甲基化的异常。而在实验室条件下对动物胚胎进行克隆操作或体外非生理条件的培养时，常常导致印迹基因的甲基化发生变化。,3.胎外胎盘组织x染色体失活 在正常的两性结合成为合子后的胚胎发育过程中，雌性后代形成的胎外胎盘组织内失活的x染色体为父系来源，而对克隆动物的研究发现，胎外胎盘组织x染色体失活是随机的。这种随

8、机灭活可能是克隆动物胎盘发育异常的又一原因。克隆动物研究中有些类型的细胞克隆成功率低，有些类型细胞的克隆成功率较高。这些现象的原因一方面归咎于供体细胞本身的变异。另一方面不同体细胞的甲基化构型不同，卵细胞质不可能对每一类构型的体细胞都发生正确的去分化作用，有些细胞类型的甲基化构型容易被反转，有些细胞类型的甲基化构型不容易被反转。,动物克隆的研究展望,1.用于拯救濒危动物 克隆技术在抢救濒危珍稀物种、保护生物多样性方面可发挥重要作用。以濒危稀有动物的体细胞为供核细胞进行种间核移植，可以解决对濒危稀有动物卵母细胞成熟不够、卵母细胞数量不足等问题。陈大元、Vogel和Lanzm等在这些领域做出了非常

9、重要的贡献，受到广泛关注。2.加快育种步伐且提高育种质量 在良种选育方面，对选择优良性状的动物进行克隆，可以扩大种畜群巾优良基因迅速提高种畜品质。在杂种优势利用方面，可以减少时间的花费，选育的种畜性状迅速稳定。,3.克隆技术与转基因技术结合体细胞核移植技术和转基因技术的结合将对解决人类器官移植来源、医药生产和疾病治疗、生物学基础理论研究等具有非常重要的意义。用基因打靶技术筛选 阳性细胞作供核体进行核移植，得到转基因动物。核移植可以通过鉴别核供体的核型而预先得知转基因动物的性别。可选择性地制备雌性的转基因动物，有利于在母乳中表达外源基因。4.克隆技术与干细胞技术结合在体细胞克隆动物成功率低的情况下,利用ES细胞(Embryonic Stem cells)进行克隆可以增加成功率。通过克隆动物的胚胎干细胞作异源移植，可以解决人类移植器官供求矛盾。胚胎干细胞研究与克隆技术的结合必为未来医学和基因治疗带来无限生机。,