第二節(jié)

通過細胞核移植克隆動物第三章動物細胞過程2017年11月27日和12月5日,克隆猴“中中”和“華華”先后在上海誕生。克隆猴的誕生，標志著我國克隆技術(shù)走在了世界前列。靈長類動物是和人類最相似的實驗動物，對研究人類的生殖、發(fā)育和疾病等有著重要意義?？寺游锷婕暗纳锛夹g(shù)：體細胞核移植技術(shù)、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、動物細胞融合技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等。其中核心技術(shù)是體細胞核移植技術(shù)。一、將體細胞核移入一個去核卵細胞形成的重組細胞可發(fā)育成動物個體1、動物細胞核移植:指將體細胞核移入一個去核的卵母細胞中,并使其發(fā)育成動物個體的過程。利用該技術(shù)培育出的動物稱為克隆動物。種類難易程度原因胚胎細胞核移植相對容易分化程度低，全能性容易表現(xiàn)體細胞核移植十分困難分化程度高，全能性難表現(xiàn)2、哺乳動物核移植技術(shù)分類細胞核移植的發(fā)展(1)1938年，德國胚胎學家斯佩曼提出將胚胎細胞的細胞核移植到去核的卵細胞中構(gòu)建新胚胎的設(shè)想。(2)1952年，美國的布里格斯和金將兩棲類動物豹蛙囊胚細胞的核移植到去核的卵中，使重組細胞發(fā)育成能攝食的蝌蚪，這說明早期的胚胎細胞核具有發(fā)育的全能性。(3)1962年，我國實驗胚胎學主要創(chuàng)始人童第周首次將核移植的技術(shù)應(yīng)用于魚類.二、通過細胞核移植克隆出的動物與供核體具有相同遺傳物質(zhì)低等動物細胞的全能性一般比高等動物容易體現(xiàn)。低等兩棲動物：紫外線破壞處理高等哺乳動物：顯微去核針吸出如：水螅的消化細胞不經(jīng)過細胞分裂即可轉(zhuǎn)變?yōu)樯掀ぜ毎?、肌肉細胞。整個過程用了哪些技術(shù)？動物細胞培養(yǎng)、核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植

“多莉”是世界上第一例經(jīng)體細胞核移植出生的動物。這一巨大進展證明了分化了的動物細胞核具有全能性。羊成熟體細胞的成功克隆進一步證明了：①高度分化的細胞經(jīng)過一定技術(shù)處理,也可回復(fù)到類似受精卵時期的功能，表現(xiàn)出全能性；②在胚胎和個體發(fā)育中，細胞質(zhì)具有調(diào)控細胞核發(fā)育的作用。

首先用高分子化學材料——聚羥基乙酸制成所需人體器官的形狀，然后植入人的細胞（這只展出的老鼠身上植入的是它自己的細胞），縫合在裸鼠背上。經(jīng)過細胞快速生長，人造模子會自己降解消失，器官與老鼠成為一體，最后可移植到人體上。這種全身無毛的老鼠叫裸鼠，沒有免疫力，這樣才不會對那只“人耳”產(chǎn)生排異反應(yīng)。這項技術(shù)能應(yīng)用于人體組織、器官的再造。這項科研技術(shù)成熟后，人身上缺少或損壞的組織器官都可以修補上。一只在背上長出了“人耳”的活老鼠。二、體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在問題1.應(yīng)用前景器官移植（1）畜牧業(yè)領(lǐng)域：高產(chǎn)奶牛三、體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在問題1.應(yīng)用前景（2）繁殖優(yōu)良、瀕危動物種間克隆白肢野牛伊利擠奶站的奶?？寺游镒鳛樯锓磻?yīng)器，生產(chǎn)大量醫(yī)用蛋白克隆動物（也經(jīng)過轉(zhuǎn)基因操作）的細胞、組織、器官可作為異種移植的供體乳汁中分泌人抗胰蛋白酶的轉(zhuǎn)基因羊（3）醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域：---與基因工程的綜合應(yīng)用二、體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在問題1.應(yīng)用前景該技術(shù)的成功率仍然非常低，各個技術(shù)環(huán)節(jié)也有待進一步改進。

(2)核移植的理論研究較為滯后，需要與發(fā)育生物學、細胞生物學和分子遺傳學等學科更深層次的理論研究相結(jié)合。(3)絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題，許多克隆動物表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷，如體型過大、異常肥胖、發(fā)育困難、臟器缺陷和免疫失調(diào)等。2.存在問題思考·討論有關(guān)體細胞核移植的問題1.在將體細胞的核移植到卵母細胞之前，為什么必須先對卵母細胞進行去核操作?2.胚胎細胞核的移植成功率遠高于成體細胞,為什么?為了使核移植的胚胎或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞。胚胎細胞分化程度低,表達細胞核的全能性更容易實現(xiàn)。3.選擇卵細胞或受精卵作為受體細胞的主要原因是什么?細胞質(zhì)中存在調(diào)控細胞核基因表達的調(diào)節(jié)因子。思考·討論有關(guān)體細胞核移植的問題4.克隆動物是不是對核供體動物100%的復(fù)制?原因是什么?不是。克隆動物的親本有三個,即細胞核供體、卵母細胞細胞質(zhì)供體和代孕母體。①克隆動物的細胞核基因來自細胞核供體,因此,克隆動物的性狀與細胞核供體基本相同。②克隆動物的細胞質(zhì)基因來自卵母細胞,因此,克隆動物的性狀與卵母細胞供體部分相同。③代孕母體沒有為克隆動物提供遺傳物質(zhì),因此,克隆動物的性狀與代孕母體沒有直接關(guān)系。此外，生物性狀還受環(huán)境因素的影響。注意1、癌細胞仍能逆轉(zhuǎn)為正常細胞。（細胞癌變的機理？）2、無論是分化還是癌變，變化的都是表現(xiàn)型，

基因組成的完整性可以保留。動物難以克隆的根本原因體細胞中基因選擇性表達。動物細胞培養(yǎng)要經(jīng)過脫分化的過程嗎？為什么？動物細胞培養(yǎng)不需經(jīng)過脫分化過程。因高度分化的動物細胞發(fā)育潛能變窄，失去了發(fā)育成完整個體的能力，所以，動物細胞也就沒有類似植物組織或細胞培養(yǎng)時的脫分化過程了。要想使培養(yǎng)的動物細胞定向分化，通常采用定向誘導動物干細胞，使其分化成所需要的組織或器官。干細胞培養(yǎng)及其應(yīng)用什么是干細胞？是來自于胚胎、胎兒或成人體內(nèi)具有在一定條件下無限制自我更新與增殖分化能力的一類細胞，能夠產(chǎn)生表現(xiàn)型與基因型和自己完全相同的子細胞，也能產(chǎn)生組成機體組織、器官的已特化的細胞，同時還能分化為祖細胞存在：存在于早期胚胎、骨髓和臍帶等多種組織和器官中。如：造血干細胞屬于成體干細胞，主要存在于成體的骨髓、外周血和臍帶血中。根據(jù)分化潛能分為：全能干細胞可分化成人體的各種細胞，從而組成各種組織和器官，最終發(fā)育成為一個完整的生物體（受精卵）。如：胚胎干細胞多能干細胞具有分化多種組織的潛能，但失去了發(fā)育成完整個體的能力。如：神經(jīng)干細胞、造血干細胞專能干細胞由多能干細胞分化而來，只能向一種類型的細胞分化。如：肝臟干細胞、成肌細胞、專能造血干細胞根據(jù)發(fā)育階段分為：胚胎干細胞（ES細胞）成體干細胞存在于早期胚胎中，具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細胞，并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能。如：ES細胞可分化為心肌細胞、神經(jīng)元、造血干細胞等。是成體組織或器官內(nèi)的干細胞，包括骨髓中的造血干細胞、神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細胞、睪丸中的精原干細胞等。特點：具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力。移植取成纖維細胞等iPS細胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化分化胰島細胞神經(jīng)元血細胞腸上皮細胞心肌細胞肝細胞病人iPS細胞用于治療人類疾病示意圖誘導多能干細胞的應(yīng)用：

可治療鐮狀細胞貧血癥，在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進展(1)原理：動物細胞核的全能性。(2)供體：有重要利用價值的動物的體細胞。(3)受體：MⅡ期卵母細胞①選擇原因：a.體積大，易操作；b.MⅡ期卵母細胞的細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì)和營養(yǎng)條件。②去核原因：保