动物克隆与转基因技术.ppt

动物克隆与转基因技 术 克隆技术 现代生物科技探索 多莉引发克隆震撼 Creating DollyCreating Dolly！ 年，生物学界发生了一件轰动世界 的大事：克隆羊多莉诞生！ 距爱丁堡市公里远的郊区，有一个罗斯 林村，这是一个风景优美的“世外桃源”。罗斯林 研究所就建在这里，它是英国最大的家畜家禽研 究所，也是世界著名的生物学研究中心，这里便 是克隆羊多莉的出生地。 年月日对罗斯林研究所伊恩维 尔穆特科学研究小组全体成员，是一个令人激动的 日子；对全世界也是值得庆贺的一天。因为一只妊 娠了天，体重为.千克，编号为 的小绵羊，来到这个世界，它是科学家们用克隆技 术“复制”出来的。 经过几个月的精心呵护，这只身世不凡的小绵 羊茁壮成长，并获得了一个动听的名字-多莉。这 是维尔穆特用他喜爱的乡村歌手多莉帕顿的名字 命名的。 克隆绵羊多莉出世，随后出现了克隆牛、克隆猪 等，人们把目光聚焦在了克隆人身上。2001年2月5 日，意大利的塞韦里诺.安蒂诺里宣布开始克隆人。 随后，陆续传来要进行克隆人实验的消息。 威苏辛教授和他的克隆猫 动物克隆技术被生物科学家誉为“生物原子弹”， 各国都在竞相发展。动物克隆技术分胚胎克隆和体 细胞克隆。相比而言，体细胞克隆的难度更大，它 是从成年动物身体上取一点组织，分离出一个个细 胞，将细胞核移植到去核的卵子内构成克隆胚胎， 然后再将其移植到动物受体内妊娠产子。 克隆评价 ： 克隆技术的发展历程 1 核移植技术的提出 2 核移植技术的创立 3 胚细胞克隆两栖类动物的产生 4 DNA结构发现 5 植物细胞全能性的验证 6 体细胞克隆两栖类动物的成功 7 被怀疑的单亲小鼠及胚细胞克隆小鼠的出生 8 家畜胚细胞克隆的成功 9 Dolly出生的前奏 10 Dolly风暴 1 核移植技术的提出 lFreiberg大学动物学教授设想受精卵分裂后的每个子细 胞只继承了母细胞的一半信息。依次来解释受精卵的机 体细胞会变成各样的特化状态（1885年）。 l然而，科学家Hans.和德国胚胎学家Hans Spemann分别 将海胆和蜥蜴的2-细胞胚的两个卵裂球分开，分别完成 了两个个体。 2 核移植技术的创立 1928年，Hans Spemann在蜥蜴上完成了人类历史 上的第一次核移植实验。证实了每个胚胎细胞均具有全 部遗传信息，并能够最终发育成完整的个体。 3 胚细胞克隆两栖类动物的产生 1952年Robert Briggs和Thomas.J King用核移植方法 克隆出了北美豹娃的蝌蚪。发现随着胚胎发育的前进， 其胚细胞用于克隆更加困难，遗传性丢失。因而，用分 化的成年动物体细胞克隆动物是不可能的。 4 DNA结构发现 1953年，英国物理学家Francis Crick和美国的 Jame Waston共同发现了DNA的结构，从此改变了遗 传学研究的方法，创立了分子生物学这门学科。 5 植物细胞全能性的验证 1958年，Cornell大学生物学家F.E.Steward成功地用一 个胡萝卜根培养出了完整的植株。Steward 把胡萝卜根细胞 一个个分开，然后置于细胞培养基上在试管里培养,但细胞 发育成组织后，再移植到土壤中，能够发育成完整的胡萝卜 个体。生物界轰动！ 6 体细胞克隆两栖类动物的成功 1962年，牛津大学生物学家John Gurdon宣布用已经 分化的南美青蛙蝌蚪的肠细胞核克隆出完整个体，后来又从 成年娃的角质细胞克隆出了蝌蚪。这是第一次体细胞克隆动 物成功地报道。 7被怀疑的单亲小鼠及胚细胞克隆小 鼠的出生 1977年，德国生物学家Karl和Peter宣布受到怀 疑的单亲小鼠出生。他们让受精卵的雌雄基因组分 开各自形成原核，然后除去其中一个，另一个在用 酶促复制，最后这样得到单亲小鼠。1979年，Karl 宣布用胚胎细胞克隆出3只小鼠。 8 家畜胚细胞克隆的成功 1984年，丹麦科学家Steen 成功地获得了第一例胚细 胞克隆山羊。这是第一只胚胎细胞克隆成功的哺乳动物。 突破了两个难题： 一、使用未受精的卵母细胞作为受体。 二、用电刺激融合两种细胞。 9 Dolly出生的前奏 1995年，Roslin研究所Willmut用胚盘细胞克隆出了两 只绵羊，表明已经有组织分化的细胞仍具有发育的全能性。 10 Dolly 风暴 1996年，Willmut和Campbell等用上述方面成功 地从培养的乳腺细胞得到第一只成年体细胞克隆动物。 从而引起了Dolly 风暴！ 什么是克隆? 细胞核移植得到的个体都叫做克隆。 核移植是指利用显微外科手术的方法将胚胎细胞或成体细胞的 细胞核移人去核的卵母细胞中，构建成重组胚，通过体内或体外培 养、胚胎移植，产生与供体细胞基因型相同的后代的技术过程，又 称为动物克隆技术。 多莉的克隆过程 n 动物克隆技术不仅理论上有重大突破，无需有性繁殖 即可生产动物，而且可利用克隆羊技术来克隆人体器官， 有医学价值，还可使难以生殖或即将灭种的动物（如熊猫 ）采用无性繁殖方式来繁殖后代，因此引起全世界关注。 现又有克隆牛、克隆猪、克隆羊的问世，现在正在克隆熊 猫。 动物克隆的重大意义 1 用于生物学、畜牧学、畜医学和医学实验，可提高实验结 果的准确性； 2 用于复制转基因动物，可克服有性繁殖的基因缺陷； 3 用于动物遗传资源保存，可缩小或取代保种群体； 4 用于复制珍奇濒危动物，可使野生动物保护变被动为主动 ； 5 用于克隆皮肤、血液和心、肾、肝、肺等人类器官，将为 人类医学和健康带来革命性的变化。 克隆用途： 我国的克隆羊 年月日，由西北农林科技大学动物胚胎工程专 家张涌教授培育的世界首例成年体细胞克隆山羊“元元”在该校种羊 场顺利诞生。“元元”由于肺部发育缺陷，只存活了小时。同年 月日，第二只体细胞山羊“阳阳”又在西北农林科技大学出生 。年月日，“阳阳”在西北农林科技大学产下一对“龙 凤胎”，表明第一代克隆羊有正常的繁育能力。 我国的克隆牛 中国科学院动物研究所 研究员陈大元介绍说，“委 委”之所以被称为我国第一 头土生土长的克隆牛，是 因为从培育克隆胚胎到克 隆胚胎移植都是中国人在 自己的国家完成的。去年 ，深圳和山东莱阳也都曾 培育出克隆牛，但其胚胎 都是从国外引进的，不是 真正的中国本 土克隆牛 转基因与转基因动物转基因与转基因动物 转基因超级鼠转基因超级鼠 1982年，英国的自然杂志发表了一篇文章：有两个美国实 验小组利用转基因技术，将大鼠生长激素重组基因导入到小鼠受精 卵中, 培育出具快速生长效应的“转基因超级鼠”。转基因鼠比与它 同胎所生的小鼠生长速度快23倍，体积大一倍。 概概 念念 转基因： 转基因技术就是指利用分子生物学技术，将某些生物的基因转 移到其它物种中，改造生物的遗传物质，使遗传物质得到改造的生 物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。 转基因动物： 所谓转基因动物就是指以实验方法将外源基因导入动物染色体 基因组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。 转基因的方法转基因的方法 1.显微注射法 将DNA注射到胚胎的细胞核内，再把注射过DNA的胚胎移植 到动物体内，使之发育成正常的幼仔。 2.体细胞核移植方法 先在体外培养的体细胞中进行基因导入并筛选。然后将带 转基因体细胞移植到去掉细胞核的卵细胞中，生产重构胚胎。 3逆转录病毒感染法 最早用来得到转基因小鼠的方法，利用逆转录载体将遗传 信息以RNA分子的形式，在逆转录整合酶和逆转录基因组末 端的特异性核酸序列的作用下，反转录并整合到宿主基因组中 去，最终得到转基因小鼠。 4胚胎干细胞法 将转染的胚胎干细胞注射入受体囊胚腔，可参与嵌合体的 形成，将来出生的动物的生殖系统就有可能整合上外源基因， 通过杂交繁育得到纯合目的基因的个体，即为转基因动物