章 細(xì)胞重組和克隆技術(shù)

第一節(jié)細(xì)胞重組一、胞質(zhì)雜種二、微細(xì)胞核移植三、細(xì)胞核移植四、細(xì)胞重建1,2,3親本細(xì)胞

4,6核體

5,7胞質(zhì)體

8,9雜種細(xì)胞

10重組細(xì)胞

11胞質(zhì)雜種細(xì)胞

ⅠPEG介導(dǎo)

ⅡHAT培養(yǎng)基篩選

微細(xì)胞：只有一條或幾條染色體和一薄層細(xì)胞質(zhì)，外面包裹一層完整的細(xì)胞質(zhì)膜的核質(zhì)體。利用秋水仙素先將細(xì)胞阻斷在染色體中期，然后培養(yǎng)，再用細(xì)胞松弛素B處理得到。

以微細(xì)胞作供體，通過與遺傳性完整的受體細(xì)胞融合，可以將微細(xì)胞內(nèi)所含有的幾條染色體轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。二、微細(xì)胞核移植微

細(xì)

胞

雜

種

細(xì)

胞

的

制

作

過

程三、細(xì)胞核移植非洲爪蟾制作我國的研究哺乳動物核移植核移植小鼠四、細(xì)胞重建

細(xì)胞重建的概念是我國貝時璋院士提出的。定義：體內(nèi)已經(jīng)存在的某種物質(zhì)，可以由細(xì)胞質(zhì)，甚至細(xì)胞外的某種基質(zhì)為基地，通過自組織、自裝配過程，一步步地形成完整的細(xì)胞。

早在20世紀(jì)30年代，貝教授在一種甲殼類動物—南京豐年蟲的二倍體雌蟲卵母細(xì)胞中首次發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞重建的現(xiàn)象。

細(xì)胞重建的發(fā)現(xiàn)，證明細(xì)胞分裂不是細(xì)胞繁殖的唯一途徑，它可能是現(xiàn)代生物體內(nèi)對地球細(xì)胞起源的反映，是簡單的生命形態(tài)進(jìn)化為細(xì)胞的漫長過程的一個縮影，有助于對生命進(jìn)化過程的闡述。一克隆的定義和理論根底多細(xì)胞生物體的每一個體細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)均還有發(fā)育成該生物體完整個體的所有遺傳信息〔染色體基因組〕，也就是說多細(xì)胞生物體的每一個體細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個體的潛能，這就是細(xì)胞的全能性，也是克隆的理論根底。2、克隆的理論根底3、動物克隆的相關(guān)理論根底理論根底—在動物的發(fā)育過程中，具有全能性的受精卵需要不斷分裂形成分化細(xì)胞。在細(xì)胞分化過程中，細(xì)胞核全能性的潛能不斷得到限制。盡管核內(nèi)的DNA序列沒有發(fā)生任何變化，但是基因在特定的細(xì)胞內(nèi)所表達(dá)的蛋白質(zhì)成分是有限的。這主要是因為染色體組織改變和穩(wěn)定阻遏核蛋白復(fù)合體阻遏以及相應(yīng)轉(zhuǎn)錄激活的結(jié)果。這就是發(fā)育生物學(xué)中的漸成調(diào)控機(jī)制。對于發(fā)育來講，這種阻遏作用是必要的。體細(xì)胞克隆的成功，意味著卵子或卵母細(xì)胞逆轉(zhuǎn)這種阻遏的過程,解除核組織的阻遏狀態(tài)，使其恢復(fù)多能性，甚至全能性。1997年2月24日,英國羅斯林研究所試驗成功的克隆羊多利，是首次利用體細(xì)胞克隆成功的，它在生物工程史上揭開了新的一頁。多莉和其創(chuàng)造者LanWilumt2000年3月14日：曾參與克隆小羊多莉的英國PPL公司宣布，他們成功地培育出5只克隆豬，這是人類首次培育出克隆豬。2002年3月,美國科學(xué)家克隆成功貓.2003年5月29日華盛頓消息，愛達(dá)荷大學(xué)的研究人員日前成功的在世界上首次克隆成功出一頭被命名為“愛達(dá)荷寶石〞的騾子，這項成果發(fā)表在?科學(xué)?雜志上。騾子是母馬與公驢的雜交物種，這也是人類第一次成功克隆雜交物種。中國克隆出世界著名醫(yī)用小型豬已成功存活9天2007年06月03日06:42來源：新華網(wǎng)

中國成功克隆出的首批兩只歐洲哥廷根醫(yī)用小型豬，在天津?qū)毜献娲N豬場已成功地存活了9天。據(jù)科研人員介紹，這兩頭克隆小型豬生長發(fā)育良好，體況活潑健康。出生重量分別為0.55公斤和0.6公斤，現(xiàn)在已長到1.9公斤和2.3公斤。據(jù)介紹，歐洲哥廷根小型豬因其器官大小、結(jié)構(gòu)和生理特點等與人的器官極為相似，已經(jīng)成為國際上最理想的異種器官移植研究材料。目前，歐洲哥廷根小型豬作為糖尿病、心臟病、高血壓、帕金森氏癥等重大人類疾病的動物模型和新藥篩選模型，得到了全世界醫(yī)藥管理機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。這項研究還首次在國際上成功實現(xiàn)了同一移植受體內(nèi)進(jìn)行不同品種和不同類型克隆胚胎的混合移植。

1、細(xì)胞核移植用紫外光照射受精卵，破壞原來的細(xì)胞核；取得另一個細(xì)胞的細(xì)胞核；再用極細(xì)的玻璃針，重新將新的細(xì)胞核植入卵中。其中破壞卵細(xì)胞核的目的是為了防止當(dāng)細(xì)胞融合后，不會因為存有多余的染色體而影響細(xì)胞正常的生長及分裂?？寺】梢酝ㄟ^不同來源的細(xì)胞核移植來實現(xiàn)，如胚胎細(xì)胞、干細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、體細(xì)胞等。其中以胚胎細(xì)胞克隆的應(yīng)用比較普遍，以體細(xì)胞克隆的意義最大。胚胎細(xì)胞核移植法

胚胎干細(xì)胞核移植

胚胎干〔EmbryonicStem,ES〕細(xì)胞是早期胚胎細(xì)胞或囊胚ICM細(xì)胞經(jīng)抑制分化后培養(yǎng)而篩選出來的一類全能性細(xì)胞，這種細(xì)胞具有正常的二倍體核型，它既可以在特定條件下進(jìn)行無限增殖而不發(fā)生分化，又可以在特定條件下分化為包括生殖系在內(nèi)的各種細(xì)胞和組織。ES細(xì)胞具有體外發(fā)育的全能性，并且可以在體外無限傳代，因此，它是動物克隆的理想供體細(xì)胞。

ES細(xì)胞作為核移植供體細(xì)胞與體細(xì)胞的制備方法類似，亦需進(jìn)行細(xì)胞周期的調(diào)控。迄今為止，只有在小鼠和人已培養(yǎng)建立ES系，而牛、兔、羊、豬僅獲得了擬干細(xì)胞，因此用真正的ES細(xì)胞進(jìn)行核移植只有小鼠是獲得了成功。胎兒成纖維細(xì)胞核移植胎兒成纖維細(xì)胞核移植是指從妊娠早期胎兒別離出胎兒成纖維細(xì)胞，采用細(xì)胞核移植方法克隆出胚胎，經(jīng)移植受體后，克隆出動物個體。英國科學(xué)家維爾穆特〔Wilmut〕與多莉〔Dolly〕277次乳腺細(xì)胞核移植實驗；獲得29個發(fā)育為8細(xì)胞的“胚〞；13頭代孕母親；1996年7月5日，羊羔6LL3，被命名為“多莉〞。多莉羊細(xì)胞核的移核過程3、有助于建立醫(yī)學(xué)動物模型，生產(chǎn)生物活性藥物，提供人體所需的內(nèi)臟器官，用于器官移植或替換體內(nèi)衰老及發(fā)生病變的器官。

4、它能克服動物種間雜交繁殖障礙，培育良種，在優(yōu)秀種公、母畜的純種快速繁育擴(kuò)群方面具有重大開發(fā)價值。

5、加快珍稀動物繁殖，使異種動物借腹妊娠、產(chǎn)仔，保護(hù)和搶救瀕危動物。由于人口增加和社會經(jīng)濟(jì)的開展,動物遺傳資源處在空前的危險之中。美國國土、漁業(yè)和野生生物局(USFW)在1998年公布了瀕臨滅絕的哺乳動物名單,其中包括美國外鄉(xiāng)動物59種,國外動物251種。既然綿羊的體細(xì)胞可以被成功地克隆成一個新的個體，是否意味著人類也可以克隆自己呢？是否應(yīng)該允許進(jìn)行克隆人的實驗？克隆人三劍客“道德的三瘋子〞指:意大利科學(xué)家塞韋里諾.安蒂諾里美國邪教團(tuán)體“雷利安運動〞的法國籍首席科學(xué)家布里吉特.布瓦瑟利耶美國肯塔基州列克星頓大學(xué)再生生理學(xué)退休教授帕諾斯.扎沃斯57歲的安蒂諾里可謂聲名遠(yuǎn)揚。他被英國人稱為“克隆先生〞，被西班牙人稱為“克隆大夫〞，被德國人稱為“巫醫(yī)〞，被意大利人稱為“克隆瘋子〞。他把自己稱為“不可能出生的孩子〞之父。4月23日，安蒂諾里在意大利國家電視臺宣布，他已使3名婦女克隆受孕。5月8日，他在羅馬召開新聞發(fā)布會說，這3名婦女目前胚胎發(fā)育正常，預(yù)計一個克隆嬰兒將于2003年1月問世三瘋子〞之二的布里吉特.布瓦瑟利耶，是美國一個邪教團(tuán)體“雷利安運動〞的法國籍首席科學(xué)家。今年6月，美國食品與藥物管理局發(fā)現(xiàn)了布瓦瑟利耶所領(lǐng)導(dǎo)的一個秘密克隆人實驗室，該局當(dāng)即勒令實驗室停止一切克隆人的實驗。但是，這個“瘋子〞那么肆無忌憚地表示，就算要挨一顆子彈，她也要在明年克隆出第一個小孩。第三個“瘋子〞是帕諾斯.扎沃斯，這個出生于希臘的科學(xué)家曾是安蒂諾里的同事。他發(fā)表過的醫(yī)學(xué)評論文章大約有400篇，曾在全球作過至少300場醫(yī)學(xué)演講，作品被譯成10種語言在全世界廣為流傳。扎沃斯目前有兩個實驗室，9名研究人員，扎沃斯說，他們能完成克隆人的全部工作。據(jù)說，他手上有12對正等待接受克隆嬰兒的夫妻。人類克隆失敗的怪嬰

克隆人的倫理問題在克隆階段，如果有關(guān)胚胎發(fā)育的基因重新編排或啟動不完全，對新生兒可能產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果呢？兄弟、姐妹、父母、子女？器官克隆和干細(xì)胞培養(yǎng)和分化器官，用于醫(yī)學(xué)和臨床治療？

個人基因信息的隱私權(quán)問題人類基因信息利用的倫理、法律和社會影響方案，稱之為ELSI工程：〔1〕在應(yīng)用和解釋基因信息時的隱私權(quán)和公正性；〔2〕基因信息由實驗室研究向?qū)嶋H醫(yī)療應(yīng)用的轉(zhuǎn)化；〔3〕人類基因組方案參與者相互協(xié)調(diào)和成果發(fā)布；〔4〕公眾與專業(yè)教育國際人類基因組織倫理學(xué)委員會?關(guān)于克隆的聲明?提出：“人的克隆可按照克隆的目標(biāo)分為生殖性克隆、根底性研究和治療性克隆〞；“不應(yīng)該試驗通過體細(xì)胞核移植產(chǎn)生出一個現(xiàn)存人的遺傳‘拷貝’〞；對根底性研究和治療性克隆“應(yīng)得到支持〞。人們反對克隆人實驗的示威反對生殖性克隆的理由反對克隆人的論據(jù)無性生殖是低級生殖方式，一套不變的基因組易發(fā)生突變，對克隆出來的人造成傷害；新的機(jī)體產(chǎn)生必須重編程序，克隆迫使這種重編在短期內(nèi)進(jìn)行，易發(fā)生程序過失和缺失，對克隆人造成傷害；人不應(yīng)該被“制造〞；克隆人會造成錯誤對待人的“道德滑坡〞。從性倫理角度看，它完全改變了人類自然的基于性愛的生育方式，從有性繁殖回到無性繁殖，使人口的生產(chǎn)與性愛別離，從而破壞男女之間基于性愛而獲得后代的情感，并由此改變?nèi)祟惖母拘詡惱黻P(guān)系。從遺傳學(xué)上看，它破壞了人擁有獨特基因型的權(quán)力。

我們可以預(yù)言，

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，

21世紀(jì)也是人類道德實現(xiàn)新飛躍的世紀(jì)。設(shè)想2：?國際先驅(qū)論壇報?預(yù)測：克隆動物將成為未來的藥物制造廠，到2000年克隆動物的藥物可以到達(dá)185億美元。會是這樣