体细胞克隆牛的研究进展(综述)
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中国第一头克隆牛新华网记者董学清、孙浩寒冬中,鲁西南一个叫五里墩的村庄连日来成为人们关注的热点。
这里诞生了中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛。
18日晚,第一头克隆牛“委委”在众人的期盼中出世。
可没过几个小时,“委委”就不幸夭折。
19日下午,另一头克隆牛“科科”又来到人间。
小家伙刚落地不久,就试图站起来。
这个动作令现场的专家和技术人员不约而同地鼓起掌来。
到今天下午记者发稿时,“科科”已经能站起来活蹦乱跳了。
现场技术人员介绍说,“科科”体重60公斤,比一般刚出生的小牛体大,长相与它的原型盖普威种公牛一模一样。
据了解,生下克隆牛的母牛目前健康状况良好。
其余10头身怀克隆牛的母牛一切正常,随时都有临产的可能。
在未来的10余天内,这里还将陆续有十来头克隆牛诞生。
地地道道的“中国造”这次克隆牛行动,注定要在中国科技史上留下浓重的一笔。
这一行动的来源是国家自然科学基金重点支持项目家畜体细胞无性繁殖研究。
作为这一项目组成部分的克隆牛研究,由中国科学院动物研究所和设在山东省曹县的山东中大动物胚胎工程中心合作承担。
中科院动物所的研究小组负责牛克隆胚胎的研制,山东中大动物胚胎中心的技术员负责完成牛胚胎的移植。
这个项目的首席专家、中国科学院动物研究所研究员陈大元介绍说,这次克隆牛行动非同小可,实现了成年体细胞克隆牛“零”的突破,代表了中国动物克隆技术的最高水平。
去年,在深圳诞生的克隆牛是中国农业大学研究组在新西兰的实验室里构建胚胎到国内移植后问世的,莱阳农学院的两只克隆牛是由该校在日本留学的博士生在日本以胎儿皮细胞为供核细胞组建的胚胎,在国内移植后诞生的。
与这两者不同的是,这次克隆牛完全是在中国国内完成的成年体细胞的克隆牛,从体细胞的培养、胚胎的构建到胚胎的移植都是在中国完成的。
所以,称之为中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛,是地地道道的“中国造”。
实施这一项目旨在提高中国动物克隆水平,缩小与世界先进水平的距离。
此前,这个项目中有关克隆羊的研究,已于1999年和2000年先后完成。
克隆牛技术的原理和应用1. 原理克隆牛技术是一种以体细胞核移植为基础的生物技术,它的原理主要包括以下几个步骤:1.细胞核提取–从一个成熟的个体中获取体细胞,可以是乳牛、猪等动物的体细胞。
–经过处理和培养,将细胞核从细胞中提取出来。
2.激活和转染–将提取出来的细胞核注入到一个去核的卵母细胞中。
–使用电脉冲或化学物质等方式激活卵母细胞,使其和细胞核融合在一起。
–转染处理可以在细胞核注入前或注入后进行。
3.胚胎培养–将克隆胚胎培养在体外,并提供适宜的环境和营养物质,以促进细胞分裂和发育。
–培养过程中,可以使用不同的培养基和添加剂来优化胚胎发育。
4.移植和发育–将培养好的克隆胚胎移植到代孕母牛的子宫内。
–在子宫内继续发育,直至胎儿发育成熟。
2. 应用克隆牛技术在农业和科研等领域有着广泛的应用,以下是一些常见的应用:1.农业生产–克隆牛技术可以用于培育高产、优质的肉牛和乳牛品种,提高农业生产效率。
–通过克隆,可以复制和保存优秀的牛种基因,以保持优良特性的传承。
2.动物疾病研究–利用克隆牛技术可以建立动物模型,用于研究人类疾病的发病机制和治疗方法。
–通过克隆牛技术,可以制作具有特定基因突变的动物模型,帮助科研人员深入了解遗传疾病。
3.器官移植–克隆牛技术有望实现人类器官的移植,解决器官短缺问题。
–通过将人类细胞核注入到克隆胚胎中,可以培育出兼容性高的器官,用于移植手术。
4.物种保护–克隆牛技术可以应用于暗示动物的保护,例如克隆濒临灭绝的动物,提高物种的存活率。
–通过克隆技术,可以保存物种基因库中的珍稀动物基因,以备将来恢复种群数量。
5.药物生产–利用克隆牛技术可以生产具有药用价值的蛋白质。
–通过将药物基因导入克隆胚胎中,可以通过乳汁或血液中提取药物。
3. 优势和局限性克隆牛技术具有以下优势和一些局限性:3.1 优势•提高农业生产效率:克隆牛技术可以培育出高产、优质的畜禽品种,提高农业生产效率。
•复制优秀基因:通过克隆牛技术,可以复制和保存稀有、优秀动物基因,使得其可以广泛应用。
克隆动物的研究进展与应用前景自1996年达芬奇羊出生以来,克隆技术就引起了人们的极大兴趣和关注。
克隆技术所涉及的动物包括羊、猪、狗、马、猫、牛等等。
克隆技术不仅可以用于基础科学研究,还可以用于动物繁殖、药品生产等领域。
本文将重点探讨克隆动物的研究进展与应用前景。
一、克隆技术的原理克隆技术的原理是通过核移植技术将体细胞核移植到体细胞除去核的卵细胞内,然后用电刺激等手段让卵细胞发育成为克隆动物。
克隆技术中的关键是如何把体细胞核成功地重新编程,使其能够表达出胚胎初始状态的基因组。
目前,克隆技术主要有三种方法:整细胞克隆、染色体转移和细胞核移植,其中以细胞核移植最为常用。
克隆技术的成功率一直较低,但随着技术的不断改进,成功率也在逐渐提升。
二、克隆动物的研究进展克隆技术自问世以来,经历了许多研究和实验阶段,克隆动物的研究进展可以从以下几个方面进行概述。
1. 动物基因组编辑利用CRISPR/Cas9技术对动物基因组进行编辑是近年来的热点研究之一。
研究人员可以通过CRISPR/Cas9技术将基因组区域删除、插入或替换,以达到改变目标特性的目的。
克隆技术结合CRISPR/Cas9技术可以实现精准编辑动物基因组,为人类疾病治疗和生物学科学研究提供了新的手段。
2. 克隆抗体和药物在药物研究领域,克隆抗体的应用是一个很好的例子。
现在,科学家已经能够通过克隆技术制造重组抗体,用以治疗多种疾病。
此外,克隆技术还可以应用于某些药品的生产,例如利用基因编辑技术构建病毒载体对目的基因进行改造,能够用于生产疫苗等。
3. 动物繁殖和保护克隆技术在动物繁殖和保护方面也有广泛的应用。
例如,现在已经能够通过克隆技术繁殖优良品种的动物,来达到提高产出效率的目的。
在动物保护方面,克隆技术也有着很大的潜力。
对于濒危物种,科学家可以通过克隆技术进行人工繁殖,以增加其数量,提高物种的存活率。
三、克隆技术的应用前景随着克隆技术的不断发展,其在未来的应用前景也将变得愈加广阔。
83 |科学之友1我国首例体细胞克隆牛“康康”“康康”是我国首例体细胞克隆牛,董雅娟就是赋予它生命的人。
董雅娟一直在做牛方面的研究,对牛非常感兴趣。
1996年她开始进行体细胞克隆的研究,1997年做出胚胎,在2000年的时候进行了胚胎的移植。
一只叫“桂花”的黑白花奶牛经过了283天妊娠,产出了我国第一头体细胞克隆牛“康康”。
“康康”是一头肉牛,它的妈妈却是一头叫“桂花”的黑白花奶牛,科技的魔力真让人感叹!“康康”最初是一头雌性良种肉牛正常繁殖的胎儿皮肤上的一个细胞,经过一系列复杂的克隆技术,这个细胞与“桂花”的卵细胞融合并发育,之后被植入“桂花”的子宫,由胚胎开始一点点长大,最后从一个细胞变成了一个健康活泼的克隆牛。
不过克隆出“康康”只是董雅娟第一步的工作,如何将技术转化为实用价值才是她科学研究的重心。
她通过高科技手段,花了十几年的心血杂交选育,培育出了我国没有的新品种,叫做布莱凯特高档肉牛新品系。
董雅娟做的工作是用科技来培育新品种,然后用新品种为社会创造价值。
而在这之前,有的牛肉价格竟高达每公斤1 800元,我们要想吃高级牛排就要花上几百块钱。
现在,我们有了自己培育的高档优质肉牛,老百姓就能享受到价格实惠的牛肉大餐了。
这个过程的实现,很重要的一步就是技术产业化。
2从学校走到农村把新品种做成产业,首先要有资金。
董雅娟在做产业化之初,最先想到的是能有一块属于她自己的场地,能够让她通过高科技产生更多的布莱凯特黑牛。
因此,她做了大胆的决定,从学校走到农村!在山东省高青县委县政府和淄博市委市政府支持下,她得到了一块面积约7公顷的地,又买了一些仪器设备,在高青县的农村开始创业。
最开始她用养的奶牛产奶,把牛奶卖了钱养小黑牛。
后来黑牛的群体扩大之后,她就干脆把奶牛淘汰掉了,拿卖了奶牛的钱又来养黑牛。
到目前为女教授开创克隆牛产业她是青岛农业大学的一位女教授,主持山东省教育厅重点科技攻关项目“克隆牛技术的研究”,成功地克隆出我国首例和第二例健康成活的体细胞克隆牛“康康”和“双双”。
克隆技术的最新研究进展随着生物科技的不断发展,克隆技术逐渐成为了生物学研究领域中一个热门话题。
从1996年多莉羊的出现,到2018年中国科学家通过克隆技术成功繁育出了两只被称为“傲娇”和“旺仔”的猴子,克隆技术在实验室和现实生活中已经得到了广泛的应用。
本文主要介绍克隆技术的最新研究进展。
首先,让我们来了解一下克隆技术的基本原理。
克隆技术是指通过体细胞核转移把一个个体的染色体DNA插入到另一个受精卵的空核内,从而重建了一个完整个体。
简单地说,就是将一个个体的细胞去核,然后将受精卵的核取出,再将原来个体的细胞和受精卵的空核进行融合,形成一个新的生命体。
克隆技术可以用于动物的繁殖,也可以用于基因修复和干细胞研究等方面。
近年来,克隆技术在人类医学领域中的应用也越来越多。
比如,在肝脏移植方面,由于器官的匮乏和供需矛盾,一些科学家开始研究使用克隆技术来合成人造肝脏,从而解决移植难的问题。
此外,研究人员还发现了一种称为“治疗性克隆”的方法,该方法是通过克隆来产生患者自身的干细胞,从而为患者提供治疗的可能性。
这不仅可以大大减少排异反应的风险,而且可以大大提高手术成功率。
除此之外,克隆技术还可以用于动物保护。
由于现代社会对自然环境的破坏和物种数量的不断减少,许多野生动植物面临灭绝的威胁。
针对这一现状,科学家们开始研究利用克隆技术来保护濒危物种。
例如,日本研究人员利用克隆技术成功繁殖出了雌性泰国黑企鹅,这是首次使用克隆技术来保护鸟类的实例。
此外,欧洲研究人员成功通过克隆技术繁殖出苏格兰野牛,并在苏格兰国家公园实施了濒危物种保护计划。
当然,克隆技术还存在着许多难题和风险。
首先,随着克隆次数的增加,受精卵的修复和战斗能力会逐渐降低,而这种能力对于一个健康生物来说也是至关重要的。
此外,一些研究表明,克隆过程中往往会出现一些基因突变、表达不稳定或基因失活等问题。
这些难题不仅影响着克隆体的进一步发展,也给人类医学和动物保护等领域的应用带来了许多不确定性和困难。
克隆动物研究进展克隆动物研究是生物科学领域的一个重要分支,它旨在通过复制现有的动物个体,拓展人们对生命科学的认知和实践。
自从1996年苏格兰罗斯林研究所成功克隆出多莉羊以来,克隆技术在各个领域展现出巨大的潜力。
本文将就克隆动物研究进展进行探讨。
一、背景介绍克隆动物研究是通过复制动物体细胞来获得与原个体基因相同的新个体。
传统繁殖方式中,新生动物的基因来自两个亲本的组合,而克隆则使得某一动物的复制个体具备与原个体完全相同的基因信息。
二、克隆动物的方法1. 基因克隆法基因克隆法是通过提取和复制动物个体的DNA,再将其嵌入到其他动物的胚胎中,使这个胚胎发育出拥有与提供DNA的个体相同基因的新个体。
2. 核移植法核移植法是通过将捐赠个体体细胞的DNA核置于一个没有DNA的细胞中,通过合适的刺激重新启动细胞分裂和发育,最终形成一个新的个体。
三、克隆动物研究的意义1. 增强繁育效益克隆技术可以提高繁殖效率,使得优秀动物个体的遗传特性得以延续。
通过克隆,科学家可以繁殖出数量众多、优质优良的动物个体,促进物种的传承和保护。
2. 医学应用克隆动物研究对药物开发和疾病治疗也具有重要意义。
通过基因编辑和修复,研究人员可以培育出带有特定基因的动物模型,用于研究人类遗传病的发生机制,为疾病的治疗和药物研发提供重要依据。
3. 研究进化和基因功能克隆动物还可以用于研究进化和解析基因功能。
通过对不同种类克隆动物的研究,科学家可以进一步了解不同物种之间的差异,推测物种进化的路径。
同时,克隆动物也为研究基因功能提供了有效手段,可以通过制造基因敲除或荧光标记的克隆动物,研究各种基因在发育和生理过程中的作用。
四、克隆动物研究的局限性和争议虽然克隆动物研究展示出巨大的潜力,但也存在一些局限性和争议。
首先,克隆技术的成功率较低,导致克隆动物的产量有限。
其次,由于克隆动物与原个体基因完全相同,容易受到同一种遗传疾病的影响。
此外,克隆动物技术的商业化应用可能引发伦理和道德争议,需要政府和社会各界共同关注。
《体细胞克隆技术的若干改进及其在转基因克隆牛中的应用》篇一一、引言体细胞克隆技术作为现代生物工程的重要一环,自其诞生以来便在科研和产业领域引起了广泛关注。
该技术以其独特的优势,如遗传稳定性、繁殖效率高等特点,在畜牧业、医学研究以及生物制药等领域展现出巨大的应用潜力。
本文将重点探讨体细胞克隆技术的若干改进及其在转基因克隆牛中的实际应用。
二、体细胞克隆技术的概述体细胞克隆技术是指利用体细胞(如皮肤细胞)进行核移植,再通过特定技术手段使细胞重新编程为全能性干细胞,进而发育成完整生物个体的技术。
该技术包括体细胞的获取、核移植、胚胎培养及移植等关键步骤。
自首个克隆动物“多利羊”的成功诞生以来,体细胞克隆技术便开启了新的研究篇章。
三、体细胞克隆技术的改进(一)提高核移植效率传统的核移植过程中,由于核与卵母细胞的融合率较低,使得整个克隆过程效率低下。
为提高这一效率,科研人员开发了多种方法,如改进操作技术、优化培养环境等。
通过精准的微操作技术和培养体系的调整,显著提高了核移植的成功率。
(二)细胞重编程技术的发展过去认为成年动物的体细胞已完全分化,难以回复其原始全能性。
然而,近年来通过细胞重编程技术,如诱导多能干细胞(iPSC)技术的进步,使得已经分化的体细胞能够被重新编程为全能性干细胞,为体细胞克隆技术的发展提供了新的可能。
四、体细胞克隆技术在转基因克隆牛中的应用(一)转基因动物的制备利用体细胞克隆技术,科学家可以更精确地控制转基因动物的基因组成。
通过将特定的外源基因整合到体细胞的基因组中,再通过核移植和胚胎培养等技术,最终得到具有特定遗传特性的转基因克隆牛。
这种技术在生产具有特定经济性状或医学研究用途的动物中具有巨大价值。
(二)生物制药领域的应用转基因克隆牛可用于生产药用蛋白或抗体等生物制品。
通过在克隆牛的乳腺中表达特定的蛋白质或抗体基因,可以实现在其乳腺中高效生产这些生物制品,为生物制药产业提供了新的生产方式。
动物克隆技术的发展和现状(文献综述) 摘要:本文简要概述了克隆的概念,全面综述了国内外动物克隆技术及其原理、研究进展和现状,并根据当前克隆技术理论和实践,对该技术的应用和价值进行综述和讨论。
关键词:动物克隆;核移植;体细胞克隆动物克隆技术,又称动物核移植或无性繁殖技术。
它是通过特殊的人工手段,对动物特定发育阶段的核供体(如胚胎分裂球或体细胞核)及其相关的核受体(如去核的原核胚或成熟的卵母细胞),不经有性繁殖,进行体外重构,并通过胚胎移植,从而达到扩大同基因型动物种群的目的。
动物克隆技术在畜牧业生产、医药生产和疾病治疗、生物学基础理论研究以及野生濒危动物的拯救和保护等诸多领域发挥着巨大作用。
1、动物克隆技术的发展1.1国外克隆技术的发展:早在1938年,Spemann就通过蝾螈胚胎分割实验证明了自己的核移植设想。
1952年,Briggs和King将青蛙卵进行核移植,获得重组胚并发育形成小蝌蚪,20世纪六七十年代两栖类、鱼类也相继克隆成功。
1996年,Hoppes克隆小鼠成功标志首例哺乳动物克隆成功。
随后,他采用显微去核和病毒介导相继获得克隆羊、克隆兔、克隆猪。
1996年,美国克隆猴获得成功,这是人类首次灵长类克隆成功,并引发克隆人与伦理争论。
1997年,克隆绵阳“多莉”的诞生,标志体细胞克隆进入了一个新时代。
1998年,Wilmut等利用核移植和转基因技术,成功地获得了转基因克隆绵阳。
1999年,华裔科学家赖良学等通过基因敲除和体细胞克隆技术相结合,成功获得“基因敲除”克隆猪。
2002年,华裔科学家杨向中宣布成功获得具有两种人类凝血因子的“双基因”克隆猪。
1.2国内克隆技术的发展我国的动物克隆技术相对发展比较晚,但几年发展速度较快并且受到国际同行的高度肯定和认可。
无论是在同种动物的胚胎细胞克隆、同种动物的体细胞克隆还是异种动物的克隆方面都有很大进步。
同种动物胚胎细胞克隆:1972年,童第周利用核移植技术首次获得了克隆黑斑鲤鱼。
克隆技术研究进展及带来的伦理问题综述随着科技的迅猛发展,克隆技术作为一项备受关注的前沿科学技术,引发了人们广泛的讨论与争议。
本文将综述克隆技术的研究进展,并探讨其带来的伦理问题。
一、克隆技术研究进展1. 哺乳动物克隆哺乳动物克隆技术是克隆研究的重要领域。
1996年,英国爱丁堡罗斯林研究所的研究团队成功地通过核移植技术克隆出了世界上第一只从体细胞克隆而来的动物——多莉羊。
此后,科学家们陆续成功地克隆了其他动物,包括牛、猫、狗等。
这些克隆技术的突破为探索人类克隆铺开了道路。
2. 人类克隆人类克隆一直是备受关注的研究领域。
然而,由于伦理等方面的考量,目前全面的人类克隆研究还受到限制。
尽管如此,科学家们在试管婴儿、干细胞等领域的研究成果,为未来人类克隆研究的发展提供了理论基础。
3. 基因编辑和合成生物学基因编辑和合成生物学是克隆技术的延伸。
通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术,科学家们能够对基因组进行精准修改,进一步拓展了克隆技术的研究范围。
此外,合成生物学研究的进展也使得科学家能够设计和合成新的生物体,进一步提升了克隆技术研究的可能性。
二、克隆技术带来的伦理问题1. 人类尊严和个体权利克隆技术可能侵犯人类尊严和个体权利。
从伦理的角度来看,克隆人类可能导致潜在的人类尊严问题,因为克隆人的存在可能被视为人类对生命的自主权利和尊重的侵犯。
此外,克隆也可能导致个体权利的侵犯,克隆个体可能在社会中面临着不同的待遇和歧视。
2. 心理和情感方面的困扰克隆可能给个体带来心理和情感上的困扰。
克隆个体可能感到如同被复制品或替代品一样,失去了独特性和个人身份的认同。
这种心理困扰可能对个体的自尊心和社交关系产生不良影响。
3. 基因变异和遗传疾病克隆技术可能导致基因变异和遗传疾病的增加。
在克隆过程中,由于拷贝过程中的细微差异,克隆个体的基因组可能会发生不可预测的变异。
这种变异可能会导致克隆个体在健康和生活质量方面面临额外的风险和挑战。
体细胞克隆技术及应用体细胞克隆技术是一种现代生命科学的创新性技术,它主要是将一种已经成熟的细胞重新安置在一个已经去除核糖体的卵细胞内,然后利用各种内外因素刺激该细胞做出新细胞的行为,最终获得一个与源细胞基因完全相同的个体。
这项技术自问世以来,一直备受关注,被广泛应用于农业、医学、生命科学等领域。
在农业方面,体细胞克隆技术可以用于家禽、牛、猪、绵羊等畜禽的克隆繁殖,旨在生产出品质优良、致病性低的种畜禽,以满足市场的需求。
其中,目前牛和猪的克隆技术比较成熟,已经能够大规模生产克隆牛、猪来供人们食用。
而在未来,体细胞克隆技术有望应用到渔业、林业等领域,提高生物资源品质和效益,并且推进生物多样性的保护。
在医学方面,体细胞克隆技术主要应用于人类生殖医学和再生医学两个领域。
在人类生殖医学方面,体细胞克隆技术可以用于治疗不孕不育,通过将男性的体细胞与卵细胞进行体细胞克隆,从而得到与父亲基因完全相同的胚胎,进而用于代孕和生育。
而在再生医学方面,体细胞克隆技术可以用于治疗多种疾病,如心肌梗死、中风、肝硬化、糖尿病等,该技术可以用于生成与患者组织基本相同的干细胞,并用于患者自身组织再生或疾病治疗。
此外,体细胞克隆技术还可以应用于生命科学领域,例如获得复杂生物分子的表达系统和分子信号转导等研究。
在这些方面的应用,尽管尚未广泛应用于实际生产中,但它仍然是一个方向广阔、潜力巨大的领域。
总的说来,体细胞克隆技术已经在农业、医学、生命科学等领域获得广泛应用,也取得了重要的成果,然而,由于技术本身相当复杂,且技术成本昂贵,因此到目前为止只有部分研究机构和大型公司才能进行这项工作。
未来,随着技术的进步和成本的下降,预计将会有更多研究组织和公司参与到体细胞克隆技术的研究开发和应用中。
克隆技术的研究进展克隆技术,顾名思义,是指繁殖同种物种的方式,即将一个个体的基因组复制到另一个物体中。
自从1996年苏格兰爱丁堡大学的伊安·威尔莫特制造出克隆羊“多莉”以来,人们对克隆技术的研究不断深入,应用范围也越来越广泛。
本文将对克隆技术的研究进展进行探讨。
一、生物学基础克隆技术的核心是“克隆”,而克隆是指利用细胞核移植结合激活核的方式复制生命的过程。
在这个过程中,细胞核和细胞质中的线粒体需要分别获取到配对的部位,以保证克隆的成功。
在动物的克隆研究中,通常采用的方法是将两个细胞进行融合,形成羊水膜下腔的囊胚,再将囊胚植入母体中培育成熟。
二、动物克隆研究动物克隆研究是克隆技术中应用最多、最广泛的领域之一。
从克隆羊“多莉”的诞生到克隆猫、猴子、狗等小型动物的成功,再到克隆马和克隆猪的实现,科学家们在这个领域的研究不断深入,技术的应用也越来越先进。
三、人类克隆研究人类克隆研究的概念一直备受争议,因为相关技术的应用涉及伦理和道德问题。
截至目前,尚未有科学家公开宣布成功进行人类克隆的事例。
然而,由于鼠等其他物种的克隆技术已经取得了成功,克隆技术在人类研究中的前景也备受关注。
四、植物克隆研究与动物克隆研究相比,植物克隆研究趋于独立,应用范围也更为广泛。
在植物的克隆研究中,通常采用的是体细胞胚胎发生(somatic embryogenesis)技术。
这种技术是指通过无性生殖方法构造出植物胚,并让它们在体外生长,最终再植入到母体中,产生成熟的植物。
五、克隆技术的应用领域克隆技术的应用范围越来越广泛,其主要应用领域包括:动物繁殖、医学研究、种植业、环境保护等。
在动物繁殖这一应用领域中,克隆技术已经被应用于畜牧生产和家畜保护;在医学研究这一领域中,克隆技术已经被应用于研究疾病;在种植业领域中,克隆技术已经被应用于植物繁殖和新品种的培育等。
克隆技术的研究进展已经取得了令人瞩目的成果,对于人类的科技发展和生态环境的保护都具有重要意义。
《体细胞克隆技术的若干改进及其在转基因克隆牛中的应用》篇一一、引言体细胞克隆技术自诞生以来,已在生物科技领域产生了深远的影响。
该技术通过将体细胞的遗传信息复制并植入去核卵母细胞中,进而发育成与原个体基因完全相同的个体。
近年来,随着科学技术的不断进步,体细胞克隆技术得到了进一步的改进和优化,特别是在转基因克隆牛的培育方面,取得了显著的成果。
本文将就体细胞克隆技术的若干改进及其在转基因克隆牛中的应用进行探讨。
二、体细胞克隆技术的改进1. 高效核移植技术高效核移植技术是体细胞克隆技术的重要改进之一。
通过优化核移植操作流程,提高核移植效率,降低操作难度,使得更多的体细胞能够成功克隆出相同的个体。
此外,高效核移植技术还采用了更为先进的显微操作技术,使得核移植过程中的损伤降到最低。
2. 基因编辑技术的结合随着基因编辑技术的不断发展,CRISPR-Cas9等基因编辑工具开始与体细胞克隆技术相结合。
这种结合使得科研人员能够在克隆过程中对基因进行精确编辑,从而实现更精确的基因操控。
这不仅可以提高克隆成功率,还能有效避免某些遗传病的发生。
3. 培养体系的优化培养体系的优化也是体细胞克隆技术的重要改进方向。
通过优化培养基的成分、温度、pH值等条件,可以使得体细胞在培养过程中的生长和分化更加稳定。
此外,新型的三维培养技术还可以模拟体内的微环境,提高克隆成功率。
三、体细胞克隆技术在转基因克隆牛中的应用1. 生产优质肉牛通过基因编辑技术,将优良肉牛的基因导入到普通肉牛的体细胞中,再利用体细胞克隆技术将其培育成优质肉牛。
这种方法可以快速地生产出具有优良性状(如生长速度快、肉质好)的肉牛,满足人们对优质肉类的需求。
2. 生产疾病模型牛体细胞克隆技术与基因编辑技术的结合还可以用于生产疾病模型牛。
例如,将特定疾病相关的基因突变引入到牛的基因组中,再利用体细胞克隆技术培育出具有该疾病的模型牛。
这种模型牛可以用于研究人类疾病的发病机制和治疗方法。
我国体细胞克隆新技术重大科研成果--山东梁山县诞生3头克
隆奶牛
佚名
【期刊名称】《农业科技与信息》
【年(卷),期】2003(000)001
【摘要】无
【总页数】1页(P36)
【正文语种】中文
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体细胞克隆牛的研究进展1997年,体细胞克隆绵羊多莉的诞生,改变了以往教科书中的哺乳动物已分化的体细胞不能重新去分化而重获全能性的概念。
1998年,体细胞克隆牛获得成功。
体细胞克隆动物的成功是几十年来生物学领域的重大突破之一,它引起了社会的广泛兴趣和关注。
因为该技术可能对未来农业、医学和人类自身产生重大影响。
为了使我国科学家能抓住机遇,在体细胞动物克隆领域研究中尽快加入国际竞争的行列并走在国际前列,国家自然科学基金委员会于1998年不失时机地设立了“家畜体细胞无性繁殖的研究”的重点项目。
这个项目,不仅可为发育生物学的基本理论研究提供很好模型,更重要的是在我国建立家畜克隆技术并在未来国民经济发展中发挥重要作用。
因此,该项目既具有科学上的前沿性,又符合国家重大发展需求。
“家畜体细胞无性繁殖的研究”项目(批准号39830280)是国家自然科学基金委员会的重点科研项目。
1999年、2000年和2002年,体细胞克隆山羊、转基因克隆山羊和克隆牛分别在我国降生。
2002年2月27日同行专家在中国科学院动物研究所对该项目进行了验收与鉴定。
专家们对项目成果给予了高度评价,一致认为,通过该项目的研究,我国的家畜克隆技术已迈入世界先进水平。
克隆牛研究是由中国科学院动物研究所生殖生物学国家实验室克隆动物研究组与山东五里墩中大动物胚胎工程中心合作完成的。
通过成批体细胞克隆牛的研究,我国科学家已建立了从家畜体细胞培养、卵母细胞成熟、卵子去核、重构胚构建、胚胎体外培养、胚胎移植等成套的较成熟的操作方法和规程,标志着我国成为继英国、日本、新西兰和美国等国家之后,掌握体细胞克隆家畜关键技术的少数国家之一。
体细胞克隆牛和克隆羊的成功,使我国在动物胚胎工程高科技领域已走在国际前沿。
该项目的研究可能为未来畜牧业的发展提供一个新的增长点。
特别是奶牛克隆胚胎应用技术,在我国奶牛业十分落后的条件下,一旦提高效率并投入生产应用,将对畜牧经济发展产生重要影响。
因为供核样本牛的性别和生产性能可以人为选定,原料成本很低,取材方便利于工厂化生产。
这些优点使我们可以选择经济价值最高的个体进行“复制”,而且可以大批量生产和大面推广。
(一)发展回顾动物胚胎移植技术历时20年的发展,对牛来说,在无手术情况下,可一次冲卵30枚,平均可用胚胎数为5.5枚/头。
超数排卵和胚胎移植(MOET)育种计划在至少8个国家得到全面实行,遗传改良进展比预期提高了10%。
奶牛胚胎移植的总数正在逐年增加,全球1997年移植胚胎数接近460,000,现在每年大约500,000枚左右。
在美国,奶牛生产群中有0.2%的母牛是通过胚胎移植获得,但95%以上的种公牛和优良种母牛是胚胎移植获得的。
“七五”和“八五”期间,我国“863”计划、国家攻关计划、农业部重点攻关计划和部分省市的研究计划都重点支持了动物胚胎移植技术的研究与开发,包括胚胎分割、卵母细胞体外成熟、体外人工授精、核移植技术等,并利用体外受精和胚胎移植技术繁育了大量的优良种畜,如内蒙古共生产良种牛胚胎3万多枚,建立中试移植基地4处,几年来共移植受体1000余头(次),获得试管牛犊300余头;新疆与宁夏已建成700余头供体牛的牛胚胎移植产业化基地,生产良种牛胚胎1530余枚,进口安格斯肉牛胚胎1300余枚,移植受体牛300头,冻胚平均妊娠率40%以上;北京、河南、山东、黑龙江、广西等地也获得了较大数量的胚胎移植优质牛。
内蒙古在国家计委的支持下,建立了10万枚优质羊的胚胎移植基地,1000多只试管羊已经出生;国家计委还先后支持了北京市奶牛中心、江西金牛集团、广西大学等建立奶牛胚胎移植中心并进行大规模的产业化奶牛胚胎生产。
目前,我国奶牛的胚胎移植数量已接近10,000枚左右/年,在发展中国家处于先进水平。
据不完全统计,我国有以胚胎移植技术为核心的生物技术公司32家。
由中国奶牛协会、中国农业大学、中国农业科学院畜牧研究所、北京奶牛中心等单位承担的“中国荷斯坦奶牛MOET 育种体系的建立与实施”项目以及内蒙古大学和广西大学等主持的“牛体外受精技术的研究与开发”项目,研究开发结果达到了国际先进水平,在2000年分别授予了国家科学技术发明二等奖。
1997年2月,世界上第一只体细胞克隆绵羊—“多莉”在英国诞生。
这一成果开创了哺乳动物体细胞克隆的里程碑。
一时间,世界范围内刮起了强劲的“克隆”旋风, 体细胞克隆小鼠、山羊、牛、猪等都相继出世。
我国科学家在利用胚胎细胞作为核供体来产生克隆动物的研究方面一度处于国际先进水平,新疆畜牧科学院、西北农业大学、东北农业大学等利用胚胎细胞克隆生产出了克隆牛、克隆羊和克隆猪;特别是在1995年,获得过45只再克隆的胚胎克隆山羊,是当时世界上最大的胚胎克隆羊群体,但我国没能够在体细胞克隆技术方面获得突破。
1999年10月中科院发育所和扬州大学合作成功地克隆出转基因体细胞克隆山羊;同年,我国台湾省畜产研究所在克隆猪上取得了成功;2000年6月西北农林科技大学再次成功获得了体细胞克隆山羊“元元”和“阳阳”,标志着我国动物体细胞克隆技术的崛起。
(二)主要进展2001年我国动物胚胎移植技术再次取得重要进展,仅奶牛胚胎移植的数量就达到11,000余枚,其中直接从国外进口的优良胚胎数量接近5000枚。
同年,我国优良水牛的胚胎移植成功率也获得突破性进展。
优良种绵羊(如多赛特)和山羊(如波尔山羊)的胚胎需求量激增,全年胚胎移植数量已超过20,000枚。
2001年我国不仅在奶牛胚胎移植的数量上有很大发展,而且技术水平也已经达到国际先进水平,高产奶牛超数排卵技术每头生产可用胚胎6-8枚,鲜胚移植妊娠率达到60%,冷冻胚胎移植妊娠率为50%以上。
2001年我国在体细胞克隆牛方面也取得了突破性进展。
2001年10月克隆奶牛在深圳市绿鹏公司转基因动物繁殖基地诞生。
2001年11月山东莱阳农学院的科学家成功地克隆了2头健康的日本黑牛“康康”和“双双”。
2002年3月至5月,中国科学院动物研究所和中国农业大学的科学家们已经能够在国内成功生产体细胞克隆牛胚胎,并已开始了较大规模的体细胞克隆胚胎的移植试验,其各项技术指标均已接近或达到国际先进水平。
何谓牛(动物)克隆?牛(动物)克隆(COW animalcloning)是指通过细胞核移植进行个体的先天性复制。
获得的后代其遗传性状与施祖细胞是一致的,将未完全分化的胚胎细胞进行核移植称胚胎细胞克隆(embryonic cell cloning);将已分化的体细胞进行核移植称体细胞克隆(comatic cell cloning)。
国际上家畜核移植的最初阶段,用于牛克隆的供核细胞都来源于早期胚胎的卵裂球,因为这些卵裂球被认为是相对未分化的细胞,易于进行克隆。
然而,这一方法的效率却相对较低。
由于早期胚胎的细胞数少,难以获得大量的供体细胞核,因此最终获得的基因型完全一致的克隆个体数很有限;另一方面,由于早期胚胎的性别以及遗传特性难以控制,所以克隆出来的动物个体不一定是我们所需要的。
随后,研究人员考虑到用未分化的胚胎干细胞作为供核体细胞,这可以部分解决以上两个方面的问题,然而到目前为止,尚未获得牛的胚胎干细胞,只获得了类胚胎干细胞,用这种细胞进行核移植后的胚胎仅能在体内发育到60天。
1998年,“科学”杂志报道了美国科学家用培养的携带外源墓因的胎儿成纤维细胞作为供核获得的4头转基因克隆牛(其中一头在出生后5天死亡)。
这是第一次报道用培养的牛分化细胞作为供核的核移植研究,而且该研究所用的细胞经体外转染后携带了B—半乳糖苷酶基因,这就为以后大规模开展转基因生物反应器研究奠定了一个基础。
但该实验中所用细胞是易于在体外培养及传代的牛胎儿成纤维细胞,而不是完全分化的体细胞。
7个月后,“科学”杂志再次报道日本科学家的克隆牛研究,这次用的是在体外培养数代后的完全分化的卵丘细胞和输卵管上皮细胞。
他们在移植10枚重构囊胚后,共获得了8头克隆牛,其中4头不久后死亡。
随后,体细胞克隆牛在新西兰、法国、澳大利亚、德国、美国、加拿大等国家获得成功。
至此,体细胞克隆牛技术已建立,但对于克隆牛过程中遇到的一些问题,还尚不清楚,如克隆动物早衰、是否各种细胞类型均适合于克隆、克隆牛为何会出现这么多死亡现象等,因此又出现了不少针对这些问题的研究报道。
我国的克隆技术研究始于六十年代,早在1963年,童第周等首次报道了鱼类细胞核移植,利用其自制的显微注射器成功地在金鱼的两个亚科(Carassiuseuratus和Rhodeus sinensis)上进行细胞核移植,在国际上首创核移植培育鱼类新品种的方法。
在80年代末,我国开始了哺乳动物胚胎细胞克隆研究。
90年代是我国科学家利用胚胎细胞进行动物克隆的鼎盛时期,西北农林科技大学、中国科学院发育研究所、中国农科院、江苏省农科院、东北农业大学、广西农业大学和湖南医科大学等科研单位的科研工作者相继胚胎细胞克隆出了牛、羊、猪、兔及小鼠等几种动物。
1996年,西北农林科技大学生物工程研究所李雪峰等报道了用奶牛的8-32细胞期胚胎细胞作核供体进行核移植,获得了一头胚胎细胞克隆牛犊;2000年,东北农业大学李光鹏等用猪的胚胎细胞克隆了猪;2001年,湖北省农业科学院生物技术研究所赵浩斌等以湖北白猪卵母细胞为核受体,杜洛克胚胎卵裂球为核供体,进行了猪胚胎细胞核移植,获得了杜洛克胚胎克隆猪。
1998年后,我国科学家开始了哺乳动物体细胞克隆的研究,先后在山羊、奶牛等家畜上取得了成功。
1999年,中国科学院发育生物学研究所和扬州大学畜牧兽医学院协作,用胎儿成纤维细胞作为供核细胞,在国内首次获得了体细胞克隆山羊;2001年5月,他们在已经获得的乳腺特异性表达人促红细胞生成素(rhEPO)成年转基因山羊(Caprahircus)的基础上,取其耳尖成纤维细胞和卵泡颗粒细胞,进行体外传代培养,然后将这种培养的转基因山羊的体细胞进行核移植,又获得了2只携带rhEPO外源基因的克隆山羊。
同年6月,西北农林科技大学也获得了成年体细胞克隆山羊。
1999年后,我国有多个单位相继开展了牛的体细胞克隆研究。
1999年,中国科学院动物研究所刘冀珑等报道了用非休眠期成年牛耳成纤维细胞用于核移植,获得了牛体细胞克隆胚胎,移植后尚未产仔。
2001年,用卵丘细胞作为供核体细胞在新西兰构建的重构胚,在中国深圳进行胚胎移植的一头克隆牛在深圳绿鹏公司出生,但不幸在喂奶的时候被呛死了。
之后,莱阳农学院也培育出了两头克隆牛,是由该校博士生在日本构建的重构胚,到中国莱阳进行胚胎移植的。
然而真正中国自主的体细胞克隆牛是由中国科学院动物研究所与山东曹县中大胚胎工程中心合作完成的,试验用230枚重构胚移植112头受体牛子宫,其中26头牛妊娠,流产14头。