家畜育種動(dòng)物克隆技術(shù)

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

動(dòng)物克隆是一種通過(guò)核移植過(guò)程進(jìn)行無(wú)性繁殖的技術(shù)。1963年在題為“人類種族在未來(lái)二萬(wàn)年的生物可能性”的演講上采用“克隆(Clone)”的術(shù)語(yǔ)。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(guò)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(guò)有性生殖過(guò)程，而是通過(guò)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。第三頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)物克隆技術(shù)

自從“多莉”羊問(wèn)世以來(lái)，“克隆”一詞廣為人知．動(dòng)物克隆這一領(lǐng)域也逐漸成為生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)。目前，在動(dòng)物界進(jìn)行過(guò)核移植研究的主要有變形蟲(chóng)、兩柄類、魚(yú)類、昆蟲(chóng)、脊索椎動(dòng)物和哺乳類等六大類動(dòng)物。目前．動(dòng)物克隆技術(shù)的核心是核移植技術(shù)，指將一個(gè)雙倍體的細(xì)胞核(包含一點(diǎn)圍在核周圍的細(xì)胞質(zhì))與另一個(gè)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(dòng)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(lái)完成的繁殖和發(fā)育過(guò)程。第四頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)物克隆的技術(shù)流程第五頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)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(lái)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(gè)發(fā)育時(shí)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(jìn)行細(xì)胞核移植克隆哺乳動(dòng)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(guò)胚胎作供核體移植培育克隆動(dòng)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(gè)個(gè)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(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)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(shí)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(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日幾種克隆動(dòng)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(dòng)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(jì)的類似多利的哺乳動(dòng)物被克隆出來(lái)。第八頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日幾種克隆動(dòng)物

2.獼猴特拉

2000年，實(shí)驗(yàn)室首次成功克隆了一只叫做特拉的獼猴，后來(lái)科學(xué)家們陸續(xù)克隆了多只猴子，可用于研究人員測(cè)試糖尿病等病癥。3.克隆豬美國(guó)實(shí)驗(yàn)室引入基因改良豬，使這些克隆豬能夠生長(zhǎng)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(guó)一家生物公司成功克隆的。第九頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日幾種克隆動(dòng)物4.克隆牛我國(guó)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(yáng)農(nóng)學(xué)院降生的。第十頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日幾種克隆動(dòng)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(kāi)辟了寵物克隆市場(chǎng)，并最終形成了克隆寵物的國(guó)際性行業(yè)。6.克隆狼

2005年，首爾國(guó)立大學(xué)宣布成功地克隆了兩只灰狼，這是保護(hù)環(huán)境和野生動(dòng)物的一種有效措施。第十一頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日影響動(dòng)物克隆效率因素哺乳動(dòng)物克隆效率低下,克隆后代發(fā)育異常已成為目前制約動(dòng)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(wèn)題、超重現(xiàn)象等。其可能的原因概述如下：

1.無(wú)性生殖

克隆技術(shù)是一種無(wú)性繁殖技術(shù)。在有性生殖過(guò)程中，生殖細(xì)胞在生命過(guò)程的大部分時(shí)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(duì)其產(chǎn)生的變異；其次，生殖細(xì)胞在生成過(guò)程中經(jīng)過(guò)大規(guī)模的篩選。供體細(xì)胞在個(gè)體發(fā)育中沒(méi)有像生殖細(xì)胞一樣具有高度甲基化狀態(tài)的保護(hù)，產(chǎn)生變異的幾率高于生殖細(xì)胞；克隆動(dòng)物所用的體細(xì)胞是實(shí)驗(yàn)者任意挑出的，而不像生殖細(xì)胞一樣經(jīng)過(guò)生理過(guò)程的嚴(yán)格篩選。第十二頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日影響動(dòng)物克隆效率因素

2.去甲基化過(guò)程

供體細(xì)胞進(jìn)入卵細(xì)胞質(zhì)后發(fā)生的變化不同于受精過(guò)程。在正常的受精過(guò)程中，精子進(jìn)入卵子后立即發(fā)生精子染色體的去甲基化過(guò)程，而卵子的染色體部分并不發(fā)生去甲基化過(guò)程，只有當(dāng)合子開(kāi)始第1次分裂前很短的時(shí)間內(nèi)，卵子的染色體組才開(kāi)始發(fā)生大規(guī)模去甲基化。這一現(xiàn)象表明兩性生殖過(guò)程中，合子內(nèi)不同來(lái)源染色體(父源／母源)經(jīng)歷重編程的過(guò)程是不相同的。體細(xì)胞克隆研究中供體細(xì)胞核進(jìn)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(guò)程中沒(méi)有精卵結(jié)合時(shí)去甲基化的過(guò)程一樣的精確，常常發(fā)生去甲基化的異常。而在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)動(dòng)物胚胎進(jìn)行克隆操作或體外非生理?xiàng)l件的培養(yǎng)時(shí)，常常導(dǎo)致印跡基因的甲基化發(fā)生變化。第十三頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日影響動(dòng)物克隆效率因素

3.胎外胎盤(pán)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(guò)程中，雌性后代形成的胎外胎盤(pán)組織內(nèi)失活的x染色體為父系來(lái)源，而對(duì)克隆動(dòng)物的研究發(fā)現(xiàn)，胎外胎盤(pán)組織x染色體失活是隨機(jī)的。這種隨機(jī)滅活可能是克隆動(dòng)物胎盤(pán)發(fā)育異常的又一原因。克隆動(dòng)物研究中有些類型的細(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(duì)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(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)物克隆的研究展望1.用于拯救瀕危動(dòng)物克隆技術(shù)在搶救瀕危珍稀物種、保護(hù)生物多樣性方面可發(fā)揮重要作用。以瀕危稀有動(dòng)物的體細(xì)胞為供核細(xì)胞進(jìn)行種間核移植，可以解決對(duì)瀕危稀有動(dòng)物卵母細(xì)胞成熟不夠、卵母細(xì)胞數(shù)量不足等問(wèn)題。陳大元、Vogel和Lanzm等在這些領(lǐng)域做出了非常重要的貢獻(xiàn)，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(duì)選擇優(yōu)良性狀的動(dòng)物進(jìn)行克隆，可以擴(kuò)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(shì)利用方面，可以減少時(shí)間的花費(fèi)，選育的種畜性狀迅速穩(wěn)定。第十五頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)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(duì)解決人類器官移植來(lái)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(yáng)性細(xì)胞作供核體進(jìn)行核移植，得到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。核移植可以通過(guò)鑒別核供體的核型而預(yù)先得知轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的性別。可選擇性地制備雌性的轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(dòng)物成功率低的情況下,利用ES細(xì)胞(EmbryonicStemcells)進(jìn)行克隆可以增加成功率。通過(guò)克隆動(dòng)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(lái)醫(yī)學(xué)和基因治療帶來(lái)無(wú)限生機(jī)。第十六頁(yè)，共十八頁(yè)，2022年，8月28日參考文獻(xiàn)：

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