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《克隆哺乳動物的一些進(jìn)展 Recent Progress in Mammalian Cloning》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、遺傳HEREDITAS(Beijing)19(5):41一441997·壕生〔·克隆哺乳動物的一些進(jìn)展陳秀蘭(中國科學(xué)院遺傳研究所北京100101)RecentProgressinMammalianCloningChenXiulan(InstituteofGenetics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101)人類通過有性繁殖,選育改良家畜已有上千年的歷史。有性繁殖象是一種碰運(yùn)氣的事,因?yàn)榫雍吐炎又粩y帶構(gòu)成親代的任意一半的等位基因,而等位基因幾乎可以有無限的組合,從而產(chǎn)生眾多不同的后代。用有性
2、繁殖的方法,可以獲得優(yōu)良的個體,但卻很難維持一種表現(xiàn)型。畜牧工作者作出了巨大的努力,通過排除和利用某些與有性繁殖有關(guān)的方法,如建立后裔鑒定、人工授精和胚胎移植以擴(kuò)大具有優(yōu)良品質(zhì)和生產(chǎn)力性狀等的畜群,取得了很大的成績。但是這種方法需要很長的時(shí)間。倘若將有性繁殖選育獲得新的優(yōu)良的表現(xiàn)型,再通過無性繁殖方式增殖和保持這種新的優(yōu)良表現(xiàn)型,即以無性繁殖生產(chǎn)大量遺傳上相同的個體,這從經(jīng)濟(jì)效益衡量,顯然是很有意義的。這種設(shè)想在生物學(xué)上并非無稽之談,有些無脊椎動物交替采用有性繁殖和單性繁殖方式,甚至在脊椎動物(如魚類的雌核發(fā)育)、兩棲類、爬行類也有孤
3、雌生殖等現(xiàn)象‘既然如此人們是否也可以將無性繁殖的方式人為地強(qiáng)加于哺乳動物呢?實(shí)際上,生物學(xué)家長期以來一直在探索種種途徑,將無性繁殖應(yīng)用于哺乳動物。直到本世紀(jì)末,人們才有足夠的知識和科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,能把某一成年動物的個體細(xì)胞移人一個去除遺傳物質(zhì)的成熟卵母細(xì)胞,然后移人另一只成年動物體內(nèi),讓它生長發(fā)育,最終產(chǎn)生具有與體細(xì)胞相同的基因的幼體一—克隆動物。無性繁殖系(克?。┮辉~的科學(xué)含義,隨著時(shí)間的推移、科學(xué)的發(fā)展及學(xué)科的不同而有著不同的內(nèi)涵。在胚胎學(xué)上,克隆是指通過無性繁殖的手段,從一個細(xì)胞獲得遺傳上相同的細(xì)胞群或個體群這些細(xì)胞叫克隆細(xì)胞,個
4、體群稱為克隆動物。1在哺乳動物產(chǎn)生遺傳上相同個體的方法1.1胚胎分割同卵雙胎或同卵多胎是從一個受精卵分裂而得到的兩個或多個個體,它們具有相同的基因型。所以,通過胚胎分割獲得的兩個以上的動物就是克隆動物。在我國,對不同動物胚胎進(jìn)行分割首次獲得同卵雙胎的是:小鼠(1987)"'、奶牛(1987)c2'、山羊(1987)、綿羊(1987,個人通訊)和兔(1990)c4'。中科院遺傳所與成都鳳凰山乳牛場合作,進(jìn)行奶牛胚胎分割,將22個半胚,移植給22頭母牛,生下12頭小牛,半胚妊娠達(dá)54%。中科院遺傳所與河北蘆臺畜牧所合作,將分割后的奶牛胚胎
5、移給黃牛,產(chǎn)下同卵雙犢〔”。胚胎分割技術(shù)雖然能獲得克隆動物,但數(shù)量有限。如應(yīng)用胚胎移植技術(shù)擴(kuò)大良種畜群,結(jié)合胚胎分割技術(shù),就可以充分利用胚胎,將一個胚胎分成兩個用。這不僅降低胚胎的成本,還可以加快擴(kuò)群,在生產(chǎn)上具有應(yīng)用價(jià)值。目前、中科院遺傳所和內(nèi)蒙古家畜改良站合作,在肉牛胚胎移植中結(jié)合胚胎分割技術(shù)、已初見成效。42遺傳HEREDITAS(Beijing)199719卷1.2細(xì)胞核移植動物發(fā)育生物學(xué)研究中,細(xì)胞發(fā)育的潛能性、細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間的相互作用,都是很重要的課題。細(xì)胞核移植技術(shù)是探明它們的重要手段,同時(shí),也是獲得大量遺傳上相同的
6、群體最為理想的手段。細(xì)胞核移植的具體操作過程是這樣的:首先,用顯微注射針將供體細(xì)胞(核質(zhì)體、胚胎細(xì)胞或體細(xì)胞)導(dǎo)人去遺傳物質(zhì)的成熟卵母細(xì)胞的卵周隙內(nèi),用電脈沖刺激或仙臺病毒或兩者共同使用,使兩個細(xì)胞融合,形成一個重構(gòu)胚胎。接著將重構(gòu)胚胎移植到中間受體輸卵管內(nèi)孵育,或者先進(jìn)行體外培養(yǎng),待其發(fā)育至桑搭胚和囊胚,再把它們移植到受體子宮里,最后得到克隆后代。Hlmensec和Hoppe(1981)c6,首先采用細(xì)胞核移植的方法,將小鼠胚胎的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞,直接注人去除原核的受精卵內(nèi),得到了幼鼠。但是,許多其他實(shí)驗(yàn)室卻未能重復(fù)出來。事隔兩年,Mc
7、Grath和Solter(1983)f'〕改進(jìn)了方法,以單細(xì)胞期小鼠胚胎為供體細(xì)胞,獲得了后代。他們的工作為哺乳動物的細(xì)胞核移植奠定了基礎(chǔ)。Willadsen(1986)(8,得到了胚胎細(xì)胞核移植的綿羊。他的工作闡明了哺乳動物胚胎細(xì)胞核移植中的兩個重要問題:(1)成熟卵母細(xì)胞比受精卵更適于用作細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞質(zhì),這是一個很大的突破。(2)胚胎發(fā)育至??芭叩募?xì)胞核,經(jīng)顯微注射至去除遺傳物質(zhì)的成熟卵母細(xì)胞重建胚胎后,仍具有發(fā)育的全能性。隨之而來的是多種哺乳動物細(xì)胞核移植的成功(表1),表1國內(nèi)外胚胎細(xì)胞核移植首創(chuàng)年份國內(nèi)國外動物年份文
8、獻(xiàn)年份文獻(xiàn)綿羊19868兔1990個人通訊198812山羊(當(dāng)代)19919(繼代)199510牛(當(dāng)代)199611198713(繼代)199314豬1995個人通訊198915小鼠1996個人通訊19837Bondi