中山大学生物技术导论克隆动物(2014-4-24)

体 细 胞 核 移 植
绵羊“Dolly”克隆过程：
四、克隆动物的研究价值
除去核
8细胞胚置入另 一头苏格兰代孕 黑面母羊子宫
苏格兰黑面母羊
卵细胞分裂
产下羊羔的核 DNA与白色芬 兰母羊相同 白色芬兰母羊 乳腺细胞 营养限制性培养 取出双倍体核
1997.02.23，苏格兰Roslin研究所Willmut宣布：
（2）即使是女性，也不可能复制出 与自身心理完全一样的个体 • 心理的形成不仅与个人的遗传相关，而 且与个人的社会经历和社会环境密切相 关。（因此，对于人这种以心智和社会 性为其本质特征的生物，用克隆技术复 制不会有任何进步的意义。）
（3）通过体细胞克隆所得到的生物体与通过 正常两性生殖产生的生物体在生存能力上可 能会存在差别
治疗性克隆
利用核移植技术，构建来源于病人体细胞的胚胎，
待胚胎发育至囊胚阶段取出内细胞团，
在体外培养胚胎干细胞。
定向诱导分化成
通过组织工程，构建
病人所需的组织或器官
病人所需的细胞类型
移植回病人身上，以替代或补充病变或受到损伤的 细胞、组织或器官。
治疗性克隆
应用：
1、治疗白血病、帕金森氏症、缺血性心脏病、糖尿病；
克隆动物(Cloned Animals)
一、 概述 二、动物克隆的发展历史 三、克隆的基本过程 四、克隆动物的研究价值 五、克隆技术存在的问题 六、有关“克隆人”的讨论
一、概述
克隆(clone)： 是指无性繁殖系，指由单一细胞或共同祖先 经有丝分裂得到的细胞群体或有机群体。 根据其研究或操作的对象，分为： 分子克隆
Dolly的意义——
1998.04.13
Dolly与一头威尔士山羊生下女儿“邦尼”，证明克隆
动物也能生育。
几点说明—— （1） Dolly并不是与母体完全一样的克隆 • 任何一个高等动物的细胞或个体都有两套 独立的遗传系统：
– 一套是我们所熟知的由细胞核里的全部基因所 组成的遗传系统，这是主要的遗传系统，负责 生物体结构和细胞绝大部分的生命活动； – 另一套是由细胞质里的线粒体和叶绿体的 DNA 所组成的细胞质遗传系统，植物的细胞质遗传 系统有线粒体和叶绿体两种，动物的细胞质遗 传系统只有线粒体一种。
• 细胞质遗传系统与细胞核遗传系统有着密切的关 系，但线粒体和叶绿体DNA上的基因是细胞核的 染色体上所没有的，因此，细胞质遗传系统的功 能不能由细胞核遗传系统来代行。 • 由于动物的精子不为后代提供细胞质，所以高等 动物的线粒体是通过母系的细胞质来遗传的，即 其后代的所有线粒体都来自于母亲，与父亲无关。 • 多利的细胞核来自芬兰母羊，但线粒体DNA分析 确认了多利的线粒体来自苏格兰黑面母羊，由于 线粒体在细胞生命活动中具有极其重要的功能， 与许多生理活动密切相关，因此多利在生理上与 其母体也会有明显的差异。
2、器官移植；
3、有希望用于整形和美容。
1997年，曹谊林将人软骨细胞种植于体外精
确塑型的 PLGA 中，植于裸鼠皮下，成功培育出
“人耳鼠”。
百度文库
2001.02于北京863计划成就展
2002年，美国马萨诸塞州先进细胞技术公
司利用成年牛耳朵上提取的体细胞，克隆出了 类似肾脏的器官，具备牛肾的部分功能，重新 移植回牛体内后未发现有排异现象。 ---Nature Biotechnology
细胞克隆
个体克隆
分子克隆： 也 称 基 因 克 隆 、 DNA 克 隆 ， 即 通 过 DNA重组技术，在体外将DNA分子复制成许多完
全相同的DNA。 细胞克隆：是指由一个单一的共同祖先细胞分裂 所形成的一个细胞群体。 个体克隆：是指基因完全相同的两个或更多的个
体组成的一个群体。
克隆有两种方式：胚胎切割、细胞核移植 细胞核移植：胚胎细胞核移植 、体细胞核移植
克隆技术 广 义 胚 胎 分 割 细 胞 核 移 植
胚 胎 细 胞 核 移 植
狭 义
体 细 胞 核 移 植
克隆动物：
不经过生殖细胞的受精过程，直接由体
细胞获得新的动物个体，新个体是核供体动
物的拷贝。
根据核供体的来源不同可分为： 1、胚胎细胞克隆动物 2、体细胞克隆动物 胚 胎 克 隆：使用的核供体细胞如果来自多细胞阶段 的胚胎，叫做胚胎克隆。 体细胞克隆：使用的核供体细胞来自动物体，叫做 体细胞克隆。
1997.3.11 中国卫生部宣布：禁止人体克隆试验。
伦理争论的焦点不是治疗性克隆问题，而是
生殖性克隆，即克隆人问题。
2002.12.27 美国雷尔教派在佛罗里达州
宣布“克隆人”问世。
2003.01.04 雷尔教派声称“第二名克隆 女婴在北美诞生”。
布瓦瑟利耶
我国支持赞成治疗性克隆、反对生殖性克隆人。
很有潜力的发展方向！
目前，克隆及 转基因动物技术已 成为生物高技术产 业化新的增长点。
• 动物的体细胞的最多分裂次数是有限 制的，而且每一次分裂都会在其染色 体上留下年龄的标记，这种母体的真 实复制品的生理年龄也可能与它的实 际出生年龄会不一致，即克隆动物个 体可能会出现早衰现象 ,对多利所进行 的生理监测似乎也表明正是如此。
动物克隆技术应用：
加快动物育种速度；
繁殖珍稀濒危动物；
器官移植； 研究疾病机理、开发新药。
• 多利的诞生显示了用生物技术复制与母体完全一 样的个体的可能性：如果接受体细胞的去核卵与 体细胞是来自于同一个个体，则所得的复制体的 细胞质与细胞核里的基因都与母体是完全一样的， 这样的克隆才是母体真实的复制品。 • 女性有可能用自身的体细胞和自身的去核卵细胞 克隆出与自己的遗传组成、生理特征完全一样的 个体；而克隆技术不可能用男性的体细胞复制出 与原来个体在遗传上完全相同的克隆。
二、动物克隆的发展历史
• 1938年：德国科学家首次提出克隆的设想。
• 1952年：科学家开始用青蛙克隆试验。 • 1970年：克隆青蛙试验取得突破，据称，青蛙卵发育成为了 蝌蚪，但是在开始进食后死亡。 • 1981年：科学家进行克隆鼠试验，据称，用鼠胚胎细胞培育
出了发育正常的鼠。
• 1984年：第一只胚胎克隆羊诞生。 • 1997年2月24日：英国罗斯林研究所宣布克隆羊培育成功。 他们用取自一只6岁成年羊的乳腺细胞培育成功一只克隆 羊。
3、克隆动物的连续后代是否会累积突变基因？
4、克隆动物成功率很低；
5 、部分个体表现出生理或免疫缺陷，即使看上 去正常的也有隐性基因畸变和缺陷；
6 、后代基因组成单一，失去对复杂环境变化的
适应潜力。
美洲豹被认为基因组成过于单一，有面临种群灭绝的危险
六、有关“克隆人”的讨论
观点 1.不赞成
理由
2.赞成
“克隆”和“转基因”的区别：
前者纹丝不动地保留了原来的遗传性状， 而后者则改变了原来的遗传性状。 克隆动物：是不经过生殖细胞受精，而直接由 体细胞获得的新个体； 转基因动物：是在受精卵中转入了外源基因。
如果将克隆技术和转基因技术结合，就可以在短时
间内得到许多一模一样的拥有优良性状的转基因动物， 即转基因动物不再是单个生产，而是批量生产。 转基因克隆动物对于制药或器官移植等领域来说是一个
3、由于克隆人与核供体的基因型相同，他(她)们 只能是生物意义上的兄弟或姐妹关系，不可能是 亲子关系，从而引起伦理混乱、破坏正常的家庭 结构。
1997.3.04 美国总统克林顿宣布：禁止联邦政府资助人体
克隆实验。 1997.3.05 意大利卫生部长宣布：禁止人体和动物克隆。 1997.3.11 WHO 宣布：禁止人体克隆试验。 1997.3.11 欧盟委员会宣布：反对人体克隆试验。
世界首例来源于哺乳动物体细胞的克隆羊Dolly问世。 ---被Science评为当年世界十大科技进步之首。
• 理论意义：证明已分化的高等动物的体细胞仍然具有潜在的遗传
表达全能性，也证明了用现代生物技术复制或克隆高等动物甚至 人类的可能性。 • 应用意义：为遗传疾病的治疗、优良品种的培育等提供了重要途 径；对濒危动物的保存也有重要意义。 Dolly的诞生意味着已经分化的动物体细胞具有全能性。
克隆人? ---技术上没有障碍
生殖性克隆
克隆人? -- 伦理学问题
1 、目前动物克隆技术不成熟（成功率很低、
克隆繁殖时异常比例超过了40％），很可能
会产生出许多畸形的、有严重缺陷的克隆人。
2、克隆人由于没有父母双方遗传基因相混合，将 导致人类物种的退化，破坏人类基因的多样性， 导致对疾病的易感性增加。
3.中国政 府的态度
(1)克隆人严重违反了人类伦理道德; (2)克隆人冲击了现有的婚姻家庭和两性 关系等传统的伦理道德观念; (3)克隆人是制造在心理上和社会地位上 都不健全的人; (4)克隆技术尚不成熟. (1)技术问题可以通过胚胎分割,基因诊断 和染色体检查等方法得到解决; (2)克隆人是一项科学研究,既然是科学,就 应该允许研究克隆人. 禁止生殖性克隆人,不反对治疗性克隆人.
三、克隆的基本过程
• • • • • • • 动物克隆技术的核心是核移植。 核供体动物的选择与细胞核的获得。 核受体动物的选择与细胞核的移出。 供体核的移入及原核的取出。 胚泡的体外试管培养。 代母的选择与胚泡移入子宫。 克隆动物的体内发育与出生。
动物核移植技术程序
胚 胎 细 胞 核 移 植
细 胞 核 移 植 的 方 法
研究疾病机理、开发新药：
2000 年，美国俄勒冈州 灵长类动物研究中心克
2002 年，日本麒麟公司
克隆了4头血清和牛奶
中含多种人类抗体的牛
隆了恒河猴“泰特拉”
五、克隆技术存在的问题
1、分化的体细胞克隆对遗传物质重编（细胞核 内所有或大部分基因关闭，细胞重新恢复全能 性的过程）的机理还不清楚； 2、克隆动物是否会记住供体细胞的年龄？