胚胎工程进展
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胚胎工程之胚胎分割胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,胚胎工程技术内容丰富,如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
胚胎工程技术广泛用于生殖生物学、胚胎学、发育生物学、遗传育种学和生殖医学的研究应用,并成为这些研究领域的重要技术手段.目前在生产上应用较多的是动物繁殖控制技术,包括人工受精技术、试管家畜技术、胚胎分割技术等。
胚胎工程是生物技术的重要组成部分,它的研究和应用不仅推动了制药、器官移植医学等领域的变革,而且还加速了畜牧业生产的发展.目前我国在胚胎移植改良牛、羊品种,体细胞克隆牛、羊等家畜的技术方面已经进入国际先进行列。
从本世纪的三十年代起,胚胎工程技术就逐步成功地应用于畜牧业生产,尤其是在优良种畜的引进、品种的保存、种畜的迅速扩繁、品种的改良和濒危动物的保护等方面发挥了极其重要的作用,极大地提高了畜牧生产的科技水平,产生了巨大的经济效益和社会效益。
胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得人们所需要的成体动物的新技术。
实际上是动物细胞工程的拓展与延伸。
早在1891年,英国剑桥大学的赫普就在兔子身上首次成功地进行了受精卵的移植实验。
到本世纪30年代,这项技术已在畜牧业上获得了越来越明显的效益.进入70年代,出现了专门从事受精卵移植的企业。
高等动物的受精卵移植又叫“家畜胚胎移植”.它是将优良种畜的早期胚胎从供体母畜体中取出来,移到受体母畜输卵管或子宫中,“借腹怀胎”繁殖优良牲畜的技术。
为成倍甚至成数倍地提高优良胚胎移植后所得到的成体数,用显微外科的手术方法将一个胚胎分割为2个或多个,制造同卵多仔。
国内外科学家们已在鼠、兔、牛、羊、猪的胚胎分割上取得了成功,这一技术成为胚胎分割胚胎分割(Embryo bisection)是指借助显微操作技术或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植给受体母畜,从而获得同卵双胎或多胎的生物学新技术。
关于胚胎工程的应用及前景 (一)胚胎工程是一项新兴的科学技术,它主要研究人类生命早期阶段的发育过程以及在此过程中人类生命体的构建原理。
在过去的几十年里,胚胎工程技术飞速发展,为人类医学和科学事业带来了前所未有的机遇。
下面将从应用及前景两个方面来阐述。
一、胚胎工程的应用1.生殖医学方面目前,许多会诱发严重遗传疾病的基因变异都可以在胚胎植入前进行检测。
在遗传病有家族史的家庭中,胚胎工程能够进行原位扩增技术,使医生可以检测出携带问题基因的胚胎,从而避免遗传病的传播。
2.体细胞克隆体细胞克隆是利用体细胞重编程的方法,将重构后的细胞放置在空白的卵细胞中,经过人工激活和培养,获取胚胎。
这项技术能够帮助无法获得遗传材料的人获得孩子。
3.组织及器官移植胚胎工程可以通过体细胞工程(TE)肝素面膜及其他用于细胞增殖和分化的生化因子,协助组织及器官的快速生长。
这项技术有望解决医学上长期存在的器官短缺问题。
二、胚胎工程的前景随着科学技术的快速进步和不断创新,胚胎工程技术的研究也将在未来得到激烈的关注和研究,以期能够在更多方面帮助人类。
1.人类再生生殖技术胚胎工程技术是人类再生生殖技术的雏形,它能够将因体重、年龄等原因造成的身体损伤修复或再生,达到“二次成人”的效果。
尤其对于身体上的肢体缺失和原因不明的疝气等疾病,胚胎工程技术将能够提供可靠的治疗方案。
2.认知神经科学近年来,神经科学家们一直在研究人脑的构造和功能。
目前,神经细胞的分化和再生已经成为研究的热点。
胚胎工程能够利用胚胎的神经细胞增生能力,来进行认知神经科学的研究。
3.环境保护胚胎工程对于环境保护也将起到重要的作用。
对于病毒传播、环境污染以及全球暖化等问题,技术人员将能够利用胚胎细胞增殖技术培育一系列新型的清洁能源、抗病毒或低污染食品,使地球能够获得更多的保护。
总之,胚胎工程技术的应用与前景广阔,涉及到人类医学、抗病毒、再生养护、认知神经科学以及环境保护等方面。
胚胎工程研究进展摘要:随着科学技术的高度发展,建立在生命科学理论基础上的生物技术在人类生产生活中的作用越来越大。
生物技术主要包括四个方面:基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。
而胚胎工程,即动物胚胎工程,就是细胞工程的重要组成部分,是动物育种、品种改良的有效途径,是细胞生物学和发育生物学研究生命本质的有效方式。
胚胎工程技术研究的目的,是对哺乳动物的胚胎在体外进行人为控制操作,让其继续发育,进而获得优良或珍稀动物个体,并应用这类技术进行基础研究和应用开发性研究。
在这里,综述了动物胚胎工程的最新研究方向、方法、原理、结果以及今后的发展方向。
关键词:胚胎工程;进展;技术;前景胚胎工程技术是胚胎移植技术发展到一定程度而出现的名词,是由发育工程演变而来的。
动物胚胎工程根据其发展状况主要包括以下11项内容:1.胚胎体外培养2.胚胎移植3.胚胎保存4.胚胎分割5.胚胎嵌合6.胚胎干细胞7.转基因动物构建8.试管婴儿9.胚胎性别控制10.克隆动物。
目前各种技术都在生产实践中有着不同程度的应用,而应用最多的是胚胎移植、胚胎体外培养、胚胎保存,主要应用于畜牧业。
使得畜牧产品成本降低,生产效率更高,营养价值更丰富。
随着科学技术的不断发展,新技术不断完善和发展,尤其在医药方面,昂贵药物、人类器官等都可以寄托于动物身上。
下面将介绍各种胚胎工程技术的发展状况以及前景。
一、胚胎工程主要技术方向1、胚胎体外培养这是胚胎工程的基础。
体外培养要求获得较多的受精卵或胚胎作供体。
学者运用促性腺激素对卵巢发育作用的原理,在母畜发情周期的适当时期注入适量的促性腺激素,可以诱发母畜卵巢内较多的卵泡同时发育、成熟、排卵,这种技术称超数排卵技术,可使动物提供较多的胚胎以供实验。
但是影响超排的因素很多,。
人们对影响超排反应的研究最初集中在影响卵巢反应的因素方而: (1)促性腺激素的种类、批号和用量; (2)给药方式和持续时间;(3)超排起始日期;(4)超排时是否使用其他激素等。
胚胎工程之胚胎分割胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,胚胎工程技术内容丰富,如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
胚胎工程技术广泛用于生殖生物学、胚胎学、发育生物学、遗传育种学和生殖医学的研究应用,并成为这些研究领域的重要技术手段。
目前在生产上应用较多的是动物繁殖控制技术,包括人工受精技术、试管家畜技术、胚胎分割技术等。
胚胎工程是生物技术的重要组成部分,它的研究和应用不仅推动了制药、器官移植医学等领域的变革,而且还加速了畜牧业生产的发展。
目前我国在胚胎移植改良牛、羊品种,体细胞克隆牛、羊等家畜的技术方面已经进入国际先进行列。
从本世纪的三十年代起,胚胎工程技术就逐步成功地应用于畜牧业生产,尤其是在优良种畜的引进、品种的保存、种畜的迅速扩繁、品种的改良和濒危动物的保护等方面发挥了极其重要的作用,极大地提高了畜牧生产的科技水平,产生了巨大的经济效益和社会效益。
胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得人们所需要的成体动物的新技术。
实际上是动物细胞工程的拓展与延伸。
早在1891年,英国剑桥大学的赫普就在兔子身上首次成功地进行了受精卵的移植实验。
到本世纪30年代,这项技术已在畜牧业上获得了越来越明显的效益。
进入70年代,出现了专门从事受精卵移植的企业。
高等动物的受精卵移植又叫“家畜胚胎移植”。
它是将优良种畜的早期胚胎从供体母畜体中取出来,移到受体母畜输卵管或子宫中,“借腹怀胎”繁殖优良牲畜的技术。
为成倍甚至成数倍地提高优良胚胎移植后所得到的成体数,用显微外科的手术方法将一个胚胎分割为2个或多个,制造同卵多仔。
国内外科学家们已在鼠、兔、牛、羊、猪的胚胎分割上取得了成功,这一技术成为胚胎分割胚胎分割(Embryo bisection)是指借助显微操作技术或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植给受体母畜,从而获得同卵双胎或多胎的生物学新技术。
NO14 胚胎工程的新进展编写:张莉审核:王路平班级姓名【学习目标】1、说出胚胎细胞核移植、嵌合体、转基因动物技术的概念2、举例简述上述三种技术的应用和意义。
【自主学习】一、胚胎细胞核移植(阅读教材56页,获取,归纳重要知识点)1、概念:借助技术,把早期胚胎取出,将其注入到中,使之在体内或体外发育成早期胚胎(又叫胚)甚至成熟个体(又叫)的技术。
2、应用:以同一个胚胎为核供体,可进行多次从而得到多代的。
3、意义:通过这种连续方式来培养动物,可以无限度的获得遗传性二、嵌合体1、概念:利用胚胎工程的方法,将不同品种甚至不同品种的或镶嵌在一起,体外培养至,再将其移植到一个“代孕妈妈”体内,最终培养具有遗传性状的完整个体。
2、应用:(1)研究过程中的一系列现象和问题;(2)建立实验动物的模型,研究治疗方案和筛选;(3)在家畜改良方面,缩短家畜改良,为创造新型家畜品种提供了新的技术手段。
三、转基因动物1、动物转基因技术应用:(1)改善动物的或用于:如超级小鼠是将大鼠的导入小鼠中,再将移植到代孕母鼠体内发育形成的。
(2)生产供人类移植的器官:科学家正尝试将人类的一些关键基因导入动物的中,让动物成为人类最好的“器官库”。
2、动物“生物反应器”(1)概念:将药用蛋白(如、)的导入家畜的体内,并使之在家畜的中特异性表达出相应的产物。
(2)意义:药用蛋白具有许多优点,为制药行业带来美好前景。
【合作探究】长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。
下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法,请据图回答(1) 在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到的两项技术是动物细胞培养__________(2) 科学家将人的α—抗胰蛋白酶基因转入上图的重构卵中,发现克隆牛G的乳汁中含人的α—抗胰蛋白酶,其原因是。
(3) 克隆牛G的性别是,试管牛E的性别是。
简述胚胎工程技术的发展历程及应用摘要胚胎工程是我们高中生物的重要知识点,基于对课本知识的进一步理解和相关文献资料的收集整理,文章简述了胚胎工程技术的发展历程,对其在畜牧业上的应用进行了分析,从而让我们对胚胎工程有了更全面的认识和了解。
关键词胚胎工程;移植;分割;转基因1 胚胎工程的定义胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种工程技术操作,然后让其继续发育获得人们所需要的成体动物的一种技术。
对动物早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术。
包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术[1]。
2 胚胎工程技术的发展历程2.1 胚胎移植哺乳动物的胚胎移植始于1890年,当时英国剑桥大学Heape首次获得兔受精卵移植的成功。
Heape的成功,第一次证实了受精卵在寄主体内发育的可能性,从而奠定胚胎移植的生理学基础和原则。
19世纪30年代以后,胚胎移植成为生物科学研究的主要方向之一,几种家畜如绵羊(1934)、山羊(1949)、猪(1951)、牛(1951)和马(1973)都相继获得移植成功。
但这一时期,胚胎移植主要停留在实验室水平和鲜胚的移植上。
其原因是移植过程中,手术操作常常会对受体和供体造成不良影响,甚至影响供体以后的生殖能力,同时胚胎来源途径少,使移植失去了生产意义。
60年代以后,随着畜牧业的发展和繁殖基础理论研究的深入,人们开始采用激素对供体进行超数排卵处理,对受体进行同期发情处理。
尤其是Sugie(1972 年)设计成功非手术采卵方法,推动了胚胎移植技术的成熟和胚胎移植的商品化。
1971年,世界上出现了第一个胚胎移植的商业运作公司。
2.2 胚胎分割胚胎分割是继冻胚移植之后对胚胎处理的又一新技术。
胚胎分割始于六十年代,它是通过对胚胎进行显微手术,人工制造同卵双胎或同卵多胎是胚胎移植中增加胚胎来源的一个重要途径。
同时,还有利于良种扩群;可培养同卵孪生动物,为药学、医学、生物学试验提供试验动物,获得更准确研究结果,对科学实验和生产应用都有重要意义。
动物胚胎工程技术的研究进展及展望摘要:动物胚胎工程是用人工的方法对动物卵母细胞或胚胎进行改造的技术,在育种中可使优良的种质特性和遗传潜力得到充分的发挥,是家畜繁殖领域的一次技术革命。
本文综述了动物胚胎工程包含的技术及研究进展,并对胚胎工程技术发展前景进行了展望。
关键词:胚胎工程;技术;研究进展动物胚胎工程是用人工的方法对动物卵母细胞或胚胎进行改造的技术,包含胚胎移植、排卵控制、胚胎冷冻保存、体外受精与显微受精、胚胎分割与胚胎嵌合、胚胎性别控制、胚胎干细胞、动物克隆等技术[1]。
这些技术的出现不仅大大扩展胚胎移植的研究领域,而且促进畜牧业、医药卫生行业发展,具有重大理论意义。
1 胚胎移植技术哺乳动物的胚胎移植始于1890年,当时英国剑桥大学Heape首次获得兔受精卵移植的成功。
Heape的成功,第一次证实了受精卵在寄主体内发育的可能性,从而奠定胚胎移植的生理学基础和原则。
2 排卵控制排卵控制分为排卵时间控制和排卵数量的控制。
控制排卵时间的目的是得到特定发育阶段卵母细胞,如做微注射转基因使用的原核胚。
排卵数量的控制又称为超数排卵,是为了获得更多的卵子。
目前在控制排卵中常用的激素有FSH、LH、PMSG、HCG等[3]。
3 胚胎冷冻保存胚胎冷冻是对胚胎采取一定保护措施和降温程序,使之在-196℃条件下细胞内一切新陈代谢过程中的化学反应被抑制从而处于一种“停滞”状态,但又不失去升温后恢复代谢的能力,从而能够得到长期保存的一种生物技术[4]。
玻璃化冷冻技术作为一种新发展起来的生物技术,具有许多潜在的应用价值。
而应用此项技术进行卵母细胞冷冻保存,可将优良品种动物废弃卵巢中的大量卵母细胞保存起来,向建立“精子库”和“胚胎库”那样建立“卵子库”,为体外受精、核移植、转基因等各种胚胎生物技术的开展提供充足的材料,并解除了时间和空间上的限制;而且可以为珍稀动物、濒危动物的遗传资源的保存提供可能。
5 胚胎分割和嵌合5.1 胚胎分割胚胎分割是采用显微手术的方法,将早期胚胎一分为二,一分为四或更多次的分割,再(或经过体外培养后)移回受体妊娠产仔,是动物克隆的一种[8]。
我国胚胎工程技术的应用成果说到我国胚胎工程技术的应用成果,哎呀,这可真是让人既惊讶又佩服啊!想想看,咱们的科学家们在这个领域里取得的进展,真是一个个让人瞠目结舌的突破。
都说“科技改变生活”,可这个胚胎工程,真的是直接改变了未来,尤其是咱们这些普通老百姓的生活。
你可能会觉得,这个话题听起来高大上,似乎离咱们很远,感觉就是“科学家”的事儿,咱就听个乐呵算了。
但胚胎工程技术正悄悄地影响着咱们每一个人的日常生活,甚至从现在开始,你的孩子、你的下一代,也许就能因为这些技术获得不一样的命运呢。
先说说胚胎工程技术到底是啥。
简单来说,就是通过各种手段和技术,去干预、调控胚胎发育的过程。
你可以把它看作是一个“大工厂”,工厂里的“工人”们(也就是咱们的科研人员)用他们的高超本领,调调参数,换换零件,来打造更加健康的生命。
其实这就像给小宝宝们“做个体检”,如果有些小毛病,那就提前“修修补补”,让孩子在妈妈肚子里就拥有最完美的状态。
是不是听起来有点科幻?其实这已经变成了现实。
那这种技术,具体在哪些方面取得了成果呢?不说不知道,一说真是让人大吃一惊!最让人关注的,莫过于基因编辑技术。
咱们说基因,这可是咱们生命的蓝图啊!科学家们通过一些新技术,可以精准地修改胚胎的基因,避免一些遗传性疾病的传递。
比如,你可能听说过“基因治疗”这四个字,但你知道吗?现在很多遗传病,比如一些罕见的、致命的基因缺陷,已经可以通过胚胎编辑提前避免。
想象一下,如果你的小宝宝天生就没有那些可怕的遗传疾病,这是不是一种超能力?我可不是开玩笑,真的是有这样的技术在慢慢成熟,未来会给大家带来更多的希望。
除了基因治疗之外,胚胎工程还在生育方面取得了突破。
你知道的,随着社会发展,很多家庭因为各种原因选择晚婚晚育。
有的夫妻可能到了40岁还想要孩子,这时自然怀孕的难度就大了。
哎,但胚胎工程技术却能帮助这类家庭实现梦想。
比如,试管婴儿技术,已经让很多有生育困难的夫妻看到了希望。
哺乳动物胚胎工程及其进展简介
随着科学技术的高度发展,建立在生命科学理论基础上的生物技术在人类生产生活中的作用越来越大。
生物技术主要包括四个方面:基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。
而动物胚胎工程就是细胞工程的重要组成部分,是动物育种、品种改良的有效途径,是细胞生物学和发育生物学研究生命本质的有效方式。
在这里,我想简单地介绍一下哺乳动物胚胎工程及其进展情况。
动物胚胎工程主要包括以下11项内容:
1.胚胎体外培养
这是胚胎工程的基础。
体外培养要求获得较多的受精卵或胚胎作供体。
学者运用促性腺激素对卵巢发育作用的原理,在母畜发情周期的适当时期注入适量的促性腺激素,可以诱发母畜卵巢内较多的卵泡同时发育、成熟、排卵,这种技术称超数排卵技术,可使动物提供较多的胚胎以供实验。
日本花田章等以培养基加胎儿血浆的方法作出了体外培育卵子成熟的实验,扩大了超数排卵境界,使人们可以利用屠宰场母畜的卵巢,在体外培育得到成熟卵。
2.胚胎移植
胚胎体外培养到一定发育阶段,必须移植到同步发情的母畜子宫内。
解决同步发情的方法有两种:一是利用自然同期发情的母畜,此法在实践上较难办到;二是诱发同期发情,就是掌握发情规律,通过注射某些药物(如孕激素、雌激素等)诱发同期发情,这样可减少母畜的数量又能保证每天有一定数量的同期发情母畜作宿主。
在我国、胚胎移植成功率达50%,国外可达70%。
3.胚胎保存
一种方法是低温保存在37℃以下,0℃以上使胚胎细胞分裂暂停,新陈代谢降低,但并未停止,保存时不必加入抗冻剂及一系列冷冻和解冻处理,适于短期保存和近距离运输。
再一种方法是超低温保存,利用液氮(-196℃)、液氦(-269℃ )保存,胚胎新陈代谢完全停止。
该方法较复杂,有一系列冷冻和解冻过程,而且抗冻剂处理不当就会造成胚胎损伤和死亡。
解冻后经检查鉴定正常的胚胎须立即放在37℃的磷酸盐缓冲液内等待移植。
该法可长期保存及做远距离运输。
对于保存的胚胎,可以鉴别死活,还可对其作出性别判断,准确度达60%。
4.胚胎分割
胚胎发育到囊胚期以前没分化的细胞具有全能性。
在这之前对胚胎进行分割,每一部分分开培养,这样一个胚胎就可分割成几个胚胎。
目前,二分胚和四分胚均已成功。
5.胚胎性别控制
动物胚胎工程的着眼点是充分利用优良雌畜的遗传性。
利用Sry-PCR 技术可以检测胚胎细胞中有无TDF(睾丸决定因子)存在。
如果有TDF基因并获得表达,则生殖器官发育成睾丸;若没有TDF基因,则发育成卵巢。
通过这种技术可以得到人们想要的性别。
目前,胚胎性别控制的成功率达 90%。
6.胚胎干细胞
使胚胎某些细胞像干细胞一样不断增殖,这样可以得到无数全能性细胞,从而得到大量的胚胎。
这些细胞可从囊胚期早期的内细胞群的细胞通过特殊处理和培养获得。
7.转基因动物构建
把目的基因转到动物中去使动物的血液、乳汁中产生目的基因所要表达的产物。
这种技术在医疗上具有很高价值,在器官移植中可克服异种动物间的排斥作用。
例如,肾脏病是一种较常见的病,对其治疗一直比较困难,一是肾脏来源难,二是排斥作用强。
有了这个技术,就可以通过导入与排斥有关的基因于猪的生殖细胞中产生的转基因猪的肾脏再移入人体来解决。
8.试管婴儿
简单地说,就是在试管中把从妇女卵巢中取出的卵培养成熟并与丈夫的精子结合,然后,把培育成的胚胎移植入母体子宫,正常发育并出生。
该技术是由英国学者Steypo 和Edwards 在1978年首做成功的,为人类不育者带来了福音。
9.胚胎嵌合
该实验首先在羊身上获得成功。
具体说,就是在山羊和绵羊的胚胎发育到一定阶段分别进行切割,然后把绵羊的一半胚胎和山羊的一半胚胎相嵌合,再移入母体内发育,已得到了山羊——绵羊嵌合体,它既有山羊又有绵羊的特征。
日本铃木教授目前已做成功四种牛胚胎的嵌合体且发育良好。
10.性激素与生长因子
利用生物工程方法大规模高效率地生产对畜牧业有重要意义的促卵泡成熟素(FSH)和生长激素(GH)。
多肽生长因子是一类调节细胞生理活性的多肽,是细胞间信息传递的物质基础。
它们能促进细胞的生长与增殖;生长因子对胚胎发育和细胞分化有重要的调节作用,在医疗和畜牧业上有着广阔的应用前景。
11.克隆动物
要克隆动物需解决两个问题:细胞核移植技术和已经分化的体细胞的逆转。
以克隆绵羊多利为例简介一下其过程。
从一只母羊体内取出一个卵细胞,去掉细胞核;再从其乳腺细胞中取出细胞核移入去核的卵细胞内。
这样得到了一个拥有该羊全部核遗传物质的细胞。
用某种方法使该细胞分裂到一定阶段移植入母体子宫内,最后分娩产生一只小绵羊即克隆羊。
该成果证明即便是高级动物也可通过无性繁殖方式产生后代或者说复制自己,有性生殖不再是其繁殖的唯一手段。
从上述动物胚胎工程的诸多方面可以看出,哺乳动物胚胎工程的发展已进入相当先进阶段了。