世界各国应用胚胎细胞克隆技术课件

第第第第1 11 1节、什么是克隆节、什么是克隆节、什么是克隆节、什么是克隆克隆羊克隆羊“多利多利”第1节、什么是克隆克隆羊“多利”1 多利羊诞生于多利羊诞生于19961996年年7 7月月5 5日，日，19971997年首次向公年首次向公众披露。众披露。2001 2001年发现多年发现多利羊的左后腿患上了典型利羊的左后腿患上了典型的的“高龄病症高龄病症”关节关节炎，炎，20022002年发现多利患有年发现多利患有严重的进行性肺病，经罗严重的进行性肺病，经罗斯林研究所决定为多利实斯林研究所决定为多利实施施“安乐死安乐死”。多利羊诞生于1996年7月5日，1997年首次向公众2多利的一生多利的一生姓名：姓名：多利多利性别：性别：雌雌种族：种族：哺乳纲、牛科、绵羊哺乳纲、牛科、绵羊生日：生日：1996年年7月月5日日出生地：出生地：苏格兰苏格兰基因父亲：基因父亲：无无基因母亲：基因母亲：一只芬兰白绵羊一只芬兰白绵羊线粒体母亲：线粒体母亲：一只苏格兰黑脸羊一只苏格兰黑脸羊生育母亲：生育母亲：另一只苏格兰黑脸羊另一只苏格兰黑脸羊进入社交圈时间：进入社交圈时间：1997年年2月月23日日子女：子女：生育生育6名，存活名，存活5名名死亡：死亡：2003年年2月月14日日多利的一生姓名：多利3卵细胞卵细胞母绵羊母绵羊母绵羊母绵羊乳腺细胞乳腺细胞细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核移植细胞核移植早期胚胎早期胚胎卵裂卵裂C C母绵羊子宫母绵羊子宫胚胎移植胚胎移植多莉羊多莉羊分娩分娩妊娠妊娠融合后的卵细胞融合后的卵细胞多莉羊的培多莉羊的培育过程：育过程：胚胎细胞克隆胚胎细胞克隆体细胞克隆体细胞克隆卵细胞母绵羊母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植早期胚胎4 4受精卵受精卵胚胎胚胎幼儿幼儿老人老人精子精子 卵细胞卵细胞受精卵胚胎幼儿老人精子卵细胞5 5繁殖的类型:（一）有性繁殖一）有性繁殖（二）无性繁殖（二）无性繁殖受精卵受精卵(合子合子)胚胎胚胎个体个体精子精子卵细胞卵细胞特点特点:具备了双亲的遗传特性具备了双亲的遗传特性具有更强的生活能力和变异性具有更强的生活能力和变异性定义定义:母体母体 新个体新个体特点特点:其个体保持了亲本的遗传性状其个体保持了亲本的遗传性状,产生后代数量多产生后代数量多举例举例:许多植物、海洋生物、多数微生物等许多植物、海洋生物、多数微生物等应用：应用：克隆技术克隆技术原因：原因：由于由于细胞核具有基因组全套遗传信息细胞核具有基因组全套遗传信息，生物的体，生物的体细胞有潜力直接发育成胚胎和核供体完全相同的细胞有潜力直接发育成胚胎和核供体完全相同的个体克隆。个体克隆。繁殖的类型:（一）有性繁殖受精卵胚胎个体精子卵细胞特点:具备6 6一、无性繁殖与克隆一、无性繁殖与克隆1 1、克隆的概念：、克隆的概念：只要不通过两个分子、两个细胞或两个个体的结只要不通过两个分子、两个细胞或两个个体的结合，只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一合，只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代分子、细胞或个体，就是代分子、细胞或个体，就是无性繁殖无性繁殖，即，即克隆克隆。分子水平分子水平基因克隆基因克隆细胞水平细胞水平细胞克隆细胞克隆个体水平个体水平组织培养成新个体组织培养成新个体一、无性繁殖与克隆1、克隆的概念：只要不通过两个分子7 7一、克隆的层次：一、克隆的层次：1 1、在分子水平上、在分子水平上2 2、在细胞水平上、在细胞水平上3 3、在个体水平上、在个体水平上重组载体通过宿主细胞的无性繁殖使目的基因重组载体通过宿主细胞的无性繁殖使目的基因扩增，再用某探针选取、钓取目的基因。扩增，再用某探针选取、钓取目的基因。单克隆抗体：利用动物细胞融合技术将骨髓瘤细胞和能单克隆抗体：利用动物细胞融合技术将骨髓瘤细胞和能产生抗体的产生抗体的B淋巴细胞融合得到杂交瘤细胞，再去培养，淋巴细胞融合得到杂交瘤细胞，再去培养，筛选到杂交瘤细胞系。筛选到杂交瘤细胞系。不通过两性细胞的结合，从一个单一的细胞繁殖不通过两性细胞的结合，从一个单一的细胞繁殖出生物个体。出生物个体。即细胞即细胞 个体个体基因克隆基因克隆细胞系的培养细胞系的培养（制备单克隆抗体）（制备单克隆抗体）繁殖出生物个体繁殖出生物个体一、克隆的层次：1、在分子水平上重组载体通过宿主细胞的无性繁8 8目的基因在受体细胞内扩增目的基因在受体细胞内扩增导入导入扩增扩增DNA的复制的复制分子水平的克隆分子水平的克隆目的基因在受体细胞内扩增导入扩增DNA的复制分子水平的克隆9 9单克隆抗体制备过程单克隆抗体制备过程 注射抗原注射抗原B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选细胞融合、筛选杂交瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养细胞培养筛选，继续培养筛选，继续培养足够数量的、能产生足够数量的、能产生特定抗体的细胞群特定抗体的细胞群体外培养体外培养注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔单克隆抗体单克隆抗体细胞水平的克隆细胞水平的克隆单克隆抗体制备过程注射抗原B淋巴细胞骨髓瘤细胞细胞融1010自然界的许多生物都具有先天的自然界的许多生物都具有先天的无性繁殖无性繁殖(克隆克隆)能力。能力。(草履虫的分裂生殖草履虫的分裂生殖)(酵母菌的出芽生殖酵母菌的出芽生殖)个体水平个体水平的克隆的克隆自然界的许多生物都具有先天的无性繁殖(克隆)能力。(草履虫的1111草霉草霉营养生殖营养生殖 马铃薯马铃薯落地生根落地生根 草霉营养生殖马铃薯落地生根1212水螅的水螅的出芽生殖出芽生殖 水螅的出芽生殖1313植物克隆植物克隆植物克隆1414组织培养的过程组织培养的过程（无菌）切下根尖（无菌）切下根尖无菌培养无菌培养形成愈伤组织形成愈伤组织组织分化组织分化形成器官形成器官发育成新个体发育成新个体组织培养的过程（无菌）切下根尖无菌培养形成愈伤组织组织分化形1515中国首例异体克隆动物中国首例异体克隆动物克隆北山羊克隆北山羊绵羊绵羊“多利多利”问世问世(图图1)世界首例胚胎克隆波尔山羊世界首例胚胎克隆波尔山羊津生津生从理论上说，细胞核具有基因从理论上说，细胞核具有基因组全套遗传信息，生物的体细组全套遗传信息，生物的体细胞有潜力发育成胚胎和形成与胞有潜力发育成胚胎和形成与核供体完全相同的克隆个体核供体完全相同的克隆个体。中国首例异体克隆动物克隆北山羊绵羊“多利”问世(图1)1616二、克隆技术的发展二、克隆技术的发展1 1、微生物克隆、微生物克隆2 2、遗传工程克隆、遗传工程克隆3 3、个体水平上的克隆、个体水平上的克隆.20.20世纪世纪5050年代，美国年代，美国 两栖动物的鱼类细胞两栖动物的鱼类细胞核移植核移植技术。技术。.20.20世纪世纪8080年代以来，世界各国年代以来，世界各国 应用应用胚胎细胞克隆胚胎细胞克隆技术，克隆出羊、牛、技术，克隆出羊、牛、鼠、兔、猴等动物。鼠、兔、猴等动物。.1997.1997年苏格兰罗斯林研究所年苏格兰罗斯林研究所 完成首例完成首例体细胞克隆体细胞克隆动物动物克隆羊克隆羊“多利多利”二、克隆技术的发展1、微生物克隆2、遗传工程克隆3、个体水平1717 为什么胚胎细胞的克隆不属于严格意为什么胚胎细胞的克隆不属于严格意义上的克隆？义上的克隆？克隆技术的发展克隆技术的发展为什么胚胎细胞的克隆不属于严格意义上的克隆？克隆技1818动物克隆：由动物克隆：由胚胎细胞克隆胚胎细胞克隆到到体细胞克隆体细胞克隆的发展过的发展过程程克隆动物就是不经过生殖细胞的结合（受精）而直接由克隆动物就是不经过生殖细胞的结合（受精）而直接由体细胞获得新的个体。因此，胚胎细胞克隆不属于严格体细胞获得新的个体。因此，胚胎细胞克隆不属于严格意义上的动物个体克隆。意义上的动物个体克隆。胚胎细胞胚胎细胞作为供体作为供体细胞核细胞核去核体细胞去核体细胞重组细胞重组细胞胚胎胚胎个体个体动物克隆：由胚胎细胞克隆到体细胞克隆的发展过程克隆动物就是不1919我国的克隆技术也毫不逊色。60年代，生物学家童第周对金鱼、鲫鱼进行细胞核移植，1978年又成功地进行了黑斑蛙的克隆试验，他将黑斑蛙的红细胞的核移入事先除去了核的黑斑蛙卵中，这种换核卵最后长成能在水中自由游泳的蝌蚪。1979年春，中国科学院武汉水生生物研究所的科学家克隆了鱼。小资料小资料1我国的克隆技术也毫不逊色。60年代，生物学家童第周对金鱼20201990年年5月，西北农业大学畜牧所克隆一只山羊。月，西北农业大学畜牧所克隆一只山羊。1992年，江苏农科院克隆一只兔子。年，江苏农科院克隆一只兔子。1993年，中年，中科院发育生物学研究所与扬州大学农学院合作，克科院发育生物学研究所与扬州大学农学院合作，克隆一只山羊。隆一只山羊。1995年年7月，华南师大与广西农大合月，华南师大与广西农大合作，克隆一头奶牛、黄牛杂种牛。作，克隆一头奶牛、黄牛杂种牛。1995年年10月，西月，西北农大克隆北农大克隆6头猪。头猪。1996年年12月，湖南医大克隆月，湖南医大克隆6只老鼠。同年中国农科院畜牧所克隆一头公牛犊。只老鼠。同年中国农科院畜牧所克隆一头公牛犊。1997年年3月，中国科学院动物研究所研究员陈大元月，中国科学院动物研究所研究员陈大元率先提出了克隆大熊猫的设想。率先提出了克隆大熊猫的设想。1999年，陈大元领年，陈大元领导的小组将大熊猫的体细胞植入去核后的兔卵细胞导的小组将大熊猫的体细胞植入去核后的兔卵细胞中，成功地培育出了大熊猫的早期胚胎，克隆大熊中，成功地培育出了大熊猫的早期胚胎，克隆大熊猫面临的两个关键问题中的一个已经解决。猫面临的两个关键问题中的一个已经解决。小资料小资料21990年5月，西北农业大学畜牧所克隆一只山羊。1992年，2121三、克隆的条件三、克隆的条件1 1、具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞。、具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞。2 2、能有效调控细胞核发育的细胞质物质。、能有效调控细胞核发育的细胞质物质。3 3、完成胚胎发育的必要的环境条件。、完成胚胎发育的必要的环境条件。三、克隆的条件1、具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞。22222克隆技克隆技术的的应用前景用前景 3.3.生生产人胚胎干人胚胎干细胞用于胞用于细胞和胞和组织替代替代疗法法1.1.培育培育优良畜种和生良畜种和生产实验动物物2.2.生生产转基因基因动物物4.4.复制复制濒危的危的动物物种，保存和物物种，保存和传播播动物物种物物种资源源克隆技术的应用前景3.生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗2323