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(guò)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(guò)

程三、細(xì)胞核移植非洲爪蟾制作我國(guó)的研究哺乳動(dòng)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(guó)貝時(shí)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(guò)自組織、自裝配過(guò)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(lèi)動(dòng)物—南京豐年蟲(chóng)的二倍體雌蟲(chóng)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(duì)地球細(xì)胞起源的反映，是簡(jiǎn)單的生命形態(tài)進(jìn)化為細(xì)胞的漫長(zhǎng)過(guò)程的一個(gè)縮影，有助于對(duì)生命進(jìn)化過(guò)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(gè)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(gè)體的所有遺傳信息〔染色體基因組〕，也就是說(shuō)多細(xì)胞生物體的每一個(gè)體細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)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(dòng)物克隆的相關(guān)理論根底理論根底—在動(dòng)物的發(fā)育過(guò)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(guò)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(méi)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?yàn)槿旧w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(duì)于發(fā)育來(lái)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(guò)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(guó)羅斯林研究所試驗(yàn)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(kāi)了新的一頁(yè)。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(guó)PPL公司宣布，他們成功地培育出5只克隆豬，這是人類(lèi)首次培育出克隆豬。2002年3月,美國(guó)科學(xué)家克隆成功貓.2003年5月29日華盛頓消息，愛(ài)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(ài)達(dá)荷寶石〞的騾子，這項(xiàng)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(lèi)第一次成功克隆雜交物種。中國(guó)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(lái)源：新華網(wǎng)

中國(guó)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(chǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(diǎn)等與人的器官極為相似，已經(jīng)成為國(guó)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(lèi)疾病的動(dòng)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(xiàng)研究還首次在國(guó)際上成功實(shí)現(xiàn)了同一移植受體內(nèi)進(jìn)行不同品種和不同類(lèi)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(lái)的細(xì)胞核；取得另一個(gè)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(huì)因?yàn)榇嬗卸嘤嗟娜旧w而影響細(xì)胞正常的生長(zhǎng)及分裂?？寺】梢酝ㄟ^(guò)不同來(lái)源的細(xì)胞核移植來(lái)實(shí)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(lái)的一類(lèi)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(wú)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(wú)限傳代，因此，它是動(dòng)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(lèi)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(dòng)物個(gè)體。英國(guó)科學(xué)家維爾穆特〔Wilmut〕與多莉〔Dolly〕277次乳腺細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)；獲得29個(gè)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(guò)程3、有助于建立醫(yī)學(xué)動(dòng)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(dòng)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(kāi)發(fā)價(jià)值。

5、加快珍稀動(dòng)物繁殖，使異種動(dòng)物借腹妊娠、產(chǎn)仔，保護(hù)和搶救瀕危動(dòng)物。由于人口增加和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展,動(dòng)物遺傳資源處在空前的危險(xiǎn)之中。美國(guó)國(guó)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(dòng)物名單,其中包括美國(guó)外鄉(xiāng)動(dòng)物59種,國(guó)外動(dòng)物251種。既然綿羊的體細(xì)胞可以被成功地克隆成一個(gè)新的個(gè)體，是否意味著人類(lèi)也可以克隆自己呢？是否應(yīng)該允許進(jìn)行克隆人的實(shí)驗(yàn)？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(guó)邪教團(tuán)體“雷利安運(yùn)動(dòng)〞的法國(guó)籍首席科學(xué)家布里吉特.布瓦瑟利耶美國(guó)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(yáng)。他被英國(guó)人稱(chēng)為“克隆先生〞，被西班牙人稱(chēng)為“克隆大夫〞，被德國(guó)人稱(chēng)為“巫醫(yī)〞，被意大利人稱(chēng)為“克隆瘋子〞。他把自己稱(chēng)為“不可能出生的孩子〞之父。4月23日，安蒂諾里在意大利國(guó)家電視臺(tái)宣布，他已使3名婦女克隆受孕。5月8日，他在羅馬召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)說(shuō)，這3名婦女目前胚胎發(fā)育正常，預(yù)計(jì)一個(gè)克隆嬰兒將于2003年1月問(wèn)世三瘋子〞之二的布里吉特.布瓦瑟利耶，是美國(guó)一個(gè)邪教團(tuán)體“雷利安運(yùn)動(dòng)〞的法國(guó)籍首席科學(xué)家。今年6月，美國(guó)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(gè)秘密克隆人實(shí)驗(yàn)室，該局當(dāng)即勒令實(shí)驗(yàn)室停止一切克隆人的實(shí)驗(yàn)。但是，這個(gè)“瘋子〞那么肆無(wú)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(gè)小孩。第三個(gè)“瘋子〞是帕諾斯.扎沃斯，這個(gè)出生于希臘的科學(xué)家曾是安蒂諾里的同事。他發(fā)表過(guò)的醫(yī)學(xué)評(píng)論文章大約有400篇，曾在全球作過(guò)至少300場(chǎng)醫(yī)學(xué)演講，作品被譯成10種語(yǔ)言在全世界廣為流傳。扎沃斯目前有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室，9名研究人員，扎沃斯說(shuō)，他們能完成克隆人的全部工作。據(jù)說(shuō)，他手上有12對(duì)正等待接受克隆嬰兒的夫妻。人類(lèi)克隆失敗的怪嬰

克隆人的倫理問(wèn)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(dòng)不完全，對(duì)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(gè)人基因信息的隱私權(quán)問(wèn)題人類(lèi)基因信息利用的倫理、法律和社會(huì)影響方案，稱(chēng)之為ELSI工程：〔1〕在應(yīng)用和解釋基因信息時(shí)的隱私權(quán)和公正性；〔2〕基因信息由實(shí)驗(yàn)室研究向?qū)嶋H醫(yī)療應(yīng)用的轉(zhuǎn)化；〔3〕人類(lèi)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(zhuān)業(yè)教育國(guó)際人類(lèi)基因組織倫理學(xué)委員會(huì)?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(yàn)通過(guò)體細(xì)胞核移植產(chǎn)生出一個(gè)現(xiàn)存人的遺傳‘拷貝’〞；對(duì)根底性研究和治療性克隆“應(yīng)得到支持〞。人們反對(duì)克隆人實(shí)驗(yàn)的示威反對(duì)生殖性克隆的理由反對(duì)克隆人的論據(jù)無(wú)性生殖是低級(jí)生殖方式，一套不變的基因組易發(fā)生突變，對(duì)克隆出來(lái)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(guò)失和缺失，對(duì)克隆人造成傷害；人不應(yīng)該被“制造〞；克隆人會(huì)造成錯(cuò)誤對(duì)待人的“道德滑坡〞。從性倫理角度看，它完全改變了人類(lèi)自然的基于性愛(ài)的生育方式，從有性繁殖回到無(wú)性繁殖，使人口的生產(chǎn)與性愛(ài)別離，從而破壞男女之間基于性愛(ài)而獲得后代的情感，并由此改變?nèi)祟?lèi)的根本性倫理關(guān)系。從遺傳學(xué)上看，它破壞了人擁有獨(dú)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(lèi)道德實(shí)現(xiàn)新飛躍的世紀(jì)。設(shè)想2：?國(guó)際先驅(qū)論壇報(bào)?預(yù)測(cè)：克隆動(dòng)物將成為未來(lái)的藥物制造廠，到2000年克隆動(dòng)物的藥物可以到達(dá)185億美元。會(huì)是這樣