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  • 1 # lanfengz3

    克隆:

    克隆通常是一種人工誘導的無性生殖方式或者自然的的無性生殖方式(如植物)。一個克隆就是一個多細胞生物在遺傳上與另外一種生物完全一樣。我們通常所說的克隆是指透過有意識的設計來產生的完全一樣的克隆。在生物學上,克隆通常用在兩個方面:克隆一個基因或是克隆一個物種。克隆一個基因是指從一個個體中獲取一段基因(例如透過PCR的方法),然後將其插入另外一個個體(通常是透過載體),再加以研究或利用。

    基本概念克隆通常是一種人工誘導的無性生殖方式或者自然的的無性生殖方式(如植物)。一個

    克隆克隆就是一個多細胞生物在遺傳上與另外一種生物完全一樣。克隆可以是自然克隆,例如由無性生殖或是由於偶然的原因產生兩個遺傳上完全一樣的個體(就像同卵雙生一樣)。但是我們通常所說的克隆是指透過有意識的設計來產生的完全一樣的克隆。在生物學上,克隆通常用在兩個方面:克隆一個基因或是克隆一個物種。克隆一個基因是指從一個個體中獲取一段基因(例如透過PCR的方法),然後將其插入另外一個個體(通常是透過載體),再加以研究或利用。克隆有時候是指成功地鑑定出某種表現型的基因。所以當某個生物學家說某某疾病的基因被成功地克隆了,就是說這個基因的位置和DNA序列被確定。而獲得該基因的複製則可以認為是鑑定此基因的副產品。

    克隆克隆的英文‘clone’源於希臘語的‘klōn’(嫩枝)。在園藝學中,‘clon’一詞一直沿用到20世紀。後來有時在詞尾加上‘e’成為‘clone’,以表明‘o’的發音是長母音。近來隨著這個概念及單字在大眾生活中廣泛使用,拼法已經侷限使用‘clone’。該詞的中文譯名在中國大陸音譯為‘克隆’,而在港臺則多意譯為“轉殖”或‘複製’。前者‘克隆’如同copy的音譯‘複製’,有不能望文生義的缺點;而後者‘複製’雖能大概表達clone的意義,卻有不能精確並易生誤解之憾。

    克隆一個生物體意味著創造一個與原先的生物體具有完全一樣的遺傳資訊的新生物體。在現代生物學背景下,這通常包括了體細胞核移植。在體細胞核移植中,卵母細胞核被除去,取而代之的是從被克隆生物體細胞中取出的細胞核,通常卵母細胞和它移入的細胞核均應來自同一物種。由於細胞核幾乎含有生命的全部遺傳資訊,宿主卵母細胞將發育成為在遺傳上與核供體相同的生物體。線粒體DNA這裡雖然沒有被移植,但相對來講線粒體DNA還是很少的,通常可以忽略其對生物體的影響。

    克隆在園藝學上是指透過營養生殖產生的單一植株的後代。很多植物都是透過克隆這樣的無性生殖方式從單一植株獲得大量的子代個體。

    發展進展包括細胞核移植在內的現代克隆技術已經成功地在一些物種上進行實驗(以時間為序):

    南韓黃禹錫小組成功克隆中國藏獒蛙:1962年,未成功

    鯉魚:1963年,中國科學家童第周早在1963年就透過將一隻雄性鯉魚DNA插入來自雌性鯉魚的卵成功克隆了一隻雌性鯉魚,比多利羊的克隆早了33年。但由於相關論文是發表在一本中文科學期刊,並沒有翻譯成英文,所以並不為國際上所知曉。(源自:PBS)

    綿羊:1996年,桃麗(Dolly)

    獼猴:2000年1月,Tetra,雌性

    豬:2000年3月,5只蘇格蘭PPL小豬;8月,Xena,雌性

    牛: 2001年,Alpha和Beta,雄性

    貓:2001年底,CopyCat(CC),雌性

    小鼠:2002年

    兔:2003年3-4月分別在法國和北韓獨立地實現;

    騾:2003年5月,愛達荷Gem,雄性;6月,猶他先鋒,雄性

    鹿:2003年,Dewey

    馬:2003年,Prometea,雌性

    狗:2005年,南韓首爾大學實驗隊,史納比

    儘管克隆研究取得了很大進展,克隆的成功率還是相當低的:多利出生之前研究人員經歷了276次失敗的嘗試;70只小牛的出生則是在9000次嘗試後才獲得成功,並且其中的三分之一在幼年時就死了;Prometea 也是花費了328次嘗試才成功出生。 而對於某些物種,例如貓和猩猩,目前還沒有成功克隆的報道。而狗的克隆實驗,也是經過數百次反覆試驗再得來的成果。

    多利出生後的年齡檢測表明其出生的時候就上了年紀。她6歲的時候就得了一般老年時才得的關節炎。這樣的衰老被認為是端粒的磨損造成的。端粒是染色體位於末端的。隨著細胞分裂,端粒在複製過程中不斷磨損,這通常認為是衰老的一個原因。然而,研究人員在克隆成功牛後卻發現它們實際上更年輕。分析它們的端粒表明它們不僅是回到了出生的長度,而且比一般出生時候的端粒更長。這意味著它們可以比一般的牛有更長的壽命,但是由於過度生長,它們中的很多都過早夭折了。研究人員相信相關的研究最終可以用來改變人類的壽命。

    山東省幹細胞工程技術研究中心利用不同來源的人類成體細胞成功克隆出五枚符合國際公認技術鑑定指標的人類囊胚。該項研究成果已經發表在2009年1月27日出版的克隆和幹細胞領域國際權威學術期刊《CLONING AND STEM CELLS》上。

    早期研究

    克隆牛同一克隆的所有成員的遺傳構成是完全相同的,例外僅見於有突變發生時。自然界早已存在天然植物、動物和微生物的克隆,例如:同卵雙胞胎實際上就是一種克隆。然而,天然的哺乳動物克隆的發生率極低,成員數目太少(一般為兩個),且缺乏目的性,所以很少能夠被用來為人類造福,因此,人們開始探索用人工的方法來生產高等動物克隆。這樣,克隆一詞就開始被用作動詞,指人工培育克隆動物這一動作。

    目前,生產哺乳動物克隆的方法主要有胚胎分割和細胞核移植兩種。克隆羊“多莉”,以及其後各國科學家培育的各種克隆動物,採用的都是細胞核移植技術。所謂細胞核移植,是指將不同發育時期的胚胎或成體動物的細胞核,經顯微手術和細胞融合方法移植到去核卵母細胞中,重新組成胚胎並使之發育成熟的過程。與胚胎分割技術不同,細胞核移植技術,特別是細胞核連續移植技術可以產生無限個遺傳相同的個體。由於細胞核移植是產生克隆動物的有效方法,故人們往往把它稱為動物克隆技術。

    採用細胞核移植技術克隆動物的設想,最初由漢斯·施佩曼在1938年提出,他稱之為“奇異的實驗”,即從發育到後期的胚胎(成熟或未成熟的胚胎均可)中取出細胞核,將其移植到一個卵子中。這一設想是現在克隆動物的基本途徑。

    從1952年起,科學家們首先採用青蛙開展細胞核移植克隆實驗,先後獲得了蝌蚪和成體蛙。1963年,中國童第周教授領導的科研組,首先以金魚等為材料,研究了魚類胚胎細胞核移植技術,獲得成功。 1964年,英國科學家格登(J.Gurdon)將非洲爪蟾未受精的卵用紫外線照射,破壞其細胞核,然後從蝌蚪的體細胞——場上皮細胞中吸取細胞核,並將該核注入核被破壞的卵中,結果發現有1.5%這種移核卵分化發育成為正常的成蛙。格登的試驗第一次證明了動物的體細胞核具有全面性。

    哺乳動物胚胎細胞核移植研究的最初成果在1981年取得——卡爾·伊爾門澤和彼得·霍佩用鼠胚胎細胞培育出發育正常的小鼠。1984年,施特恩·維拉德森用取自羊的未成熟胚胎細胞克隆出一隻活產羊,其他人後來利用牛、豬、山羊、兔和獼猴等各種動物對他採用的實驗方法進行了重複實驗。1989年,維拉德森獲得連續移核二代的克隆牛。1994年,尼爾·菲爾斯特用發育到至少有120個細胞的晚期胚胎克隆牛。到1995年,在主要的哺乳動物中,胚胎細胞核移植都獲得成功,包括冷凍和體外生產的胚胎;對胚胎幹細胞或成體幹細胞的核移植實驗,也都做了嘗試。但到1995年為止,成體動物已分化細胞核移植一直未能取得成功。

    存在問題

    克隆羊儘管克隆技術有著廣泛的應用前景,但離產業化尚有很大距離。因為作為一個新興的研究,領域,克隆技術在理論和技術上都還很不成熟,在理論上,分化的體細胞克隆對遺傳物質重編(細胞核內所有或大部分基因關閉,細胞重新恢復全能性的過程)的機理還不清楚;克隆動物是否會記住供體細胞的年齡,克隆動物的連續後代是否會累積突變基因,以及在克隆過程中胞質線粒體所起的遺傳作用等問題還沒有解決。

    在實踐中,克隆動物的成功率還很低,維爾穆特研究組在培育“多莉“的實驗中,融合了277枚移植核的卵細胞,僅獲得了“多莉”這一隻成活羔羊,成功率只有0.36%,同時進行的胎兒成纖維細胞和胚胎細胞的克隆實驗的成功率也分別只有1.7%和1.1%,即使是使用“檀香山”技術,以分化程度較低的卵丘細胞為核供體,其成功率也只有百分之幾。

    此外,生出的部分個體表現出生理或免疫缺限。以克隆牛為例,日本、法國等國培育的許多克隆牛在降生後兩個月內死去;到2000年2月,日本全國已共有121頭體細胞克隆牛誕生,但存活的只有64頭。觀察結果表明,部分犢牛胎盤功能不完善,其血液中含氧量及生長因子的濃度都低於正常水平;有些牛犢的胸腺、脾和淋巴腺未得到正常發育;克隆動物胎兒普遍存在比一般動物發育快的傾向,這些都可能是死亡的原因。

    即使是正常發育的“多莉”,也被發現有早衰跡象。染色體的末端被稱為端粒,它決定著細胞能夠分裂的次數:每一次分裂端粒都會縮短,而當端粒耗盡後細胞就失去了分裂能力。1998年,科學家發現“多莉”的細胞端粒比正常的要短,即其細胞處於更衰老的狀態。當時認為,這可能是用成年綿羊的細胞克隆“多莉”造成的,使其細胞具有成年細胞的印記,但這一解釋目前受到了挑戰,美國馬薩諸塞州的醫生羅伯特·蘭扎等用培養的衰老細胞克隆牛,得到6頭小牛,出生5~10個月後發現這些克隆牛的端粒比普通同齡小牛要長,有的甚至比普通新生小牛的端粒還長。現在還不清楚這一現象的原因,也不清楚為何與“多莉“的情況有巨大差別。但這一實驗說明,在一些情況下克隆過程能改變成熟細胞的分子鐘,使其“恢復青春”,關於這種變化對克隆動物壽命的影響,還有待於進一步觀察。

    除了以上的理論和技術障礙外,克隆技術(尤其是在人胚胎方面的應用)對倫理道德的衝擊和公眾對此的強烈反應也限制了克隆技術的應用。但幾年來克隆技術的發展表明,世界各科技大國都不甘落後,誰也沒有放棄克隆技術研究。這一點上英國政府的態度非常具有代表性,在1997年2月底宣佈中止對“多莉”研究小組投資後不到1個月,英國科技委員會就對克隆技術發表專題報告,表明英國政府將重新考慮這一決定,認為盲目禁止這方面的研究並不是明智之舉,關鍵在於建立一定的規範利用它為人類造福。

    一個細菌經過20分鐘左右就可一分為二;一根葡萄枝切成十段就可能變成十株葡萄;仙人掌切成幾塊,每塊落地就生根;一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐莖,一年內就能長出數百株草莓苗……凡此種種,都是生物靠自身的一分為二或自身的一小部分的擴大來繁衍後代,這就是無性繁殖,無性繁殖的英文名稱叫“Clone”,譯音為“克隆”,實際上,英文的“Clone”起源於希臘文“Klone”,原意是用“嫩枝”或“插條”繁殖。時至今日,“克隆”的含義已不僅僅是“無性繁殖”,凡來自一個祖先,經過無性繁殖出的一群個體,也叫“克隆”。這種來自一個祖先的無性繁殖的後代群體也叫“無性繁殖系”,簡稱無性系。

    自然界的許多動物,在正常情況下都是依靠父方產生的雄性細胞(精子)與母方產生的雌性細胞(卵子)融合(受精)成受精卵(合子),再由受精卵經過一系列細胞分裂長成胚胎,最終形成新的個體,這種依靠父母雙方提供性細胞、並經兩性細胞融合產生後代的繁殖方法就叫有性繁殖,但是,如果我們用外科手術將一個胚胎分割成兩塊,四塊、八塊……最後透過特殊的方法使一個胚胎長成兩個、四個,八個……生物體,這些生物體就是克隆個體,而這兩個、四個、八個……個體就叫做無性繁殖系(也叫克隆)。

    克隆|熒光|克隆動物

    1979年春,中國科學院武漢水生生物研究所的科學家用鯽魚囊胚期的細胞進行人工培養,經過385天59代連續傳代培養後,用直徑10微米左右的玻璃管在顯微鏡下從培養細胞中吸出細胞核,在此同時,除去鯽魚卵細胞的核,讓卵細胞留出空間作好接納囊胚細胞核的準備,一切準備就緒後,把玻璃管吸出的核移放到空出位置的鯽魚卵細胞內,得到了囊胚細胞核的卵細胞在人工培養下大部分夭亡了,在189個這種換核卵細胞中,只有兩個孵化出了魚苗,而最終只有一條幼魚度過難關,經過80多天培養後長成8釐米長的鯽魚。這種鯽魚並沒有經過雌、雄細胞的結合,僅僅是給卵細胞換了個囊胚細胞的核,實際上是由換核卵產生的,因此也是克隆魚。

    在克隆鯽魚出現之前,英國牛津大學的科學家已經在1960年和1962年,先後用非洲一種有爪的蟾蜍(非洲爪蟾)進行過克隆試驗。試驗方式是先用紫外線照射爪蟾卵細胞,破壞其中的核,然後依靠高超的外科手術從爪蟾蝌蚪的腸上皮細胞、肝細胞、腎細胞中取出核,並把這些細胞的核精確地放進已被紫外線破壞了細胞核的卵細胞內,經過精心照料,這些換核卵中終於有一部分長出了活蹦亂跳的爪蟾,這種爪蟾也不是經過精細胞和卵細胞州結合產生的,所以也是克隆爪蟾。

    中國著名生物學家童第周先生在1978年成功地進行了黑斑蛙的克隆試驗,他將黑斑蛙的紅細胞的核移人事先除去了核的黑斑蛙卵中,這種換核卵最後長成能在水中自由游泳的蝌蚪。

    魚類換核技術的成熟和兩棲類換核的成功,使一批從事良種培育工作的科學家激動不已,既然鯽魚的囊胚細胞核取代鯽魚卵細胞核後能得到克隆魚,那麼異種魚換核能否得到新的雜種魚呢?中國科學家首先提出了這個問題,也首先解決了這個問題,就是培養克隆鯽魚成功的那個研究所,設法把鯉魚胚胎細胞的核取代了鯽魚卵細胞的核。鯉魚細胞核和鯽魚卵細胞質居然能相安無事,並開始了類似受精卵分裂發育的過程,最後長出有“鬍鬚”的“鯉鯽魚”,這種魚有“鬍鬚”,生長快,完全像鯉魚,但它的側線鱗片數和脊椎骨的數目與鯽魚相同,而且魚味鮮美不亞於鯽魚。這種人工克隆新魚種的出現為魚類育種開闢了新途徑。

    對科學的追求是永無止境的,魚類,兩棲類克隆的成功自然而然地使科學家把目光投向了哺乳類。美國和瑞士的科學家率先從灰色小鼠的胚胎細胞中取出細胞核,用這個核取代黑色小鼠受精卵細胞核。實際上,這個黑色小鼠的受精卵在精細胞核剛進入卵細胞後,就把精細胞核連同卵細胞的核一起除去。灰鼠胚胎細胞的核移人黑色小鼠的去核受精卵後,在試管里人工培養了四天,然後再把它植人白色小鼠的子宮內、經幾百次灰、黑、白這樣的操作以後,白色小鼠終於生下了三隻小灰鼠。

    克隆1996年2月27日出版的英國“自然”雜誌公佈了愛丁堡羅斯林研究所威爾莫特等人的研究成果:經過247次失敗之後,他們在前年7月得到了一隻名為“多利”的克隆雌性綿羊。

    “多莉”綿羊是如何“創造”出來的呢?威爾莫特等學者先給“蘇格蘭黑麵羊”注射促性腺素,促使它排卵,得到卵之後,立即用極細的吸管從卵細胞中取出核,與此同時,從懷孕三個月的“芬多席特”六齡母羊的乳腺細胞中取出核,立即送人取走核的“蘇格蘭黑麵羊”的卵細胞中,手術完成之後,用相同頻率的電脈衝刺激換核卵,讓“蘇格蘭黑麵羊”的卵細胞質與“芬多席特”母羊乳腺細胞的核相互協調,使這個“組裝”細胞在試管裡經歷受精卵那樣的分裂、發育而形成胚胎的過程,然後,將胚胎巧妙地植人另一隻母羊的子宮裡。到去年7月,這隻“護理”體外形成胚胎的母羊終於產下了小綿羊“多莉”。“多莉”不是由母羊的卵細胞和公羊的精細胞受精的產物,而是“換核卵”一步一步發展的結果,因此是“克隆羊”。

    “克隆羊”的誕生,在世界各國引起了震驚,它難能可貴之處在於換進去的是體細胞的核,而不是胚胎細胞核。這個結果證明:動物體中執行特殊功能、具有特定形態的所謂高度分化的細胞與受精卵一樣具有發育成完整個體的潛在能力。也就是說,動物細胞與植物細胞一樣,也具有全能性。

    克隆技術會給人類帶來極大的好處,例如,英國PPL公司已培育出羊奶中含有治療肺氣腫的a-1抗胰蛋白酶的母羊。這種羊奶的售價是6千美元一升。一隻母羊就好比一座製藥廠,用什麼辦法能最有效、最方便地使這種羊擴大繁殖呢?最好的辦法就是“克隆”。同樣,荷蘭PHP公司培育出能分泌人乳鐵蛋白的牛,以色列LAS公司育成了能生產血清白蛋白的羊,這些高附加值的牲畜如何有效地繁殖?答案當然還是“克隆”。

    母馬配公驢可以得到雜種優勢特別強的動物——騾,騾不能繁殖後代,那麼,優良的騾如何擴大繁殖?最好的辦法也是“克隆”,中國的大熊貓是國寶,但自然交配成功率低,因此已瀕臨絕種。如何挽救這類珍稀動物?“克隆”為人類提供了切實可行的途徑。

    克隆動物還對於研究癌生物學、研究免疫學、研究人的壽命等都有不可低估的作用。

    不可否認,“克隆綿羊”的問世也引起了許多人對“克隆人”的興趣,例如,有人在考慮,是否可用自己的細胞克隆成一個胚胎,在其成形前就冰凍起來。在將來的某一天,自身的某個器官出了問題時,就可從胚胎中取出這個器官進行培養,然後替換自己病變的器官,這也就是用克隆法為人類自身提供“配件”。

    有關“克隆人”的討論提醒人們,科技進步是一首悲喜交集的進行曲。科技越發展,對社會的滲透越廣泛深入,就越有可能引起許多有關的倫理、道德和法律等問題。我想用諾貝爾獎獲得者,著名分子生物學家J.D.沃森的話來結束本文:“可以期待,許多生物學家,特別是那些從事無性繁殖研究的科學家,將會嚴肅地考慮它的含意,並展開科學討論,用以教育世界人民。”

    利益分析1.克隆技術與遺傳育種

    中國首例異體克隆北山羊在農業方面,人們利用“克隆”技術培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病蟲害的優質高產品種,大大提高了糧食產量。在這方面中國已邁入世界最先進的前列。

    2.克隆技術與瀕危生物保護

    克隆技術對保護物種特別是珍稀、瀕危物種來講是一個福音,具有很大的應用前景。從生物學的角度看,這也是克隆技術最有價值的地方之一。

    3.克隆技術與醫學

    在當代,醫生幾乎能在所有人類器官和組織上施行移植手術。但就科學技術而言,器官移植中的排斥反應仍是最為頭痛的事。排斥反應的原因是組織不配型導致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供給“原版人”,作器官移植之用,則絕對沒有排斥反應之慮,因為二者基因相配,組織也相配。問題是,利用“克隆人”作為器官供體合不合乎人道?是否合法?經濟是否合算?

    克隆技術還可用來大量繁殖有價值的基因,例如,在醫學方面,人們正是透過“克隆”技術生產出治療糖尿病的胰島素、使侏儒症患者重新長高的生長激素和能抗多種病毒感染的干撓素,等等。

    4.生長週期短,遺傳性狀穩定

    弊端分析1.生態層面,克隆技術導致的基因複製,

    克隆會威脅基因多樣性的保持,生物的演化將出現一個逆向的顛倒過程,即由複雜走向簡單,這對生物的生存是極為不利的。

    2.文化層面,克隆人是對自然生殖的替代和否定,打破了生物演進的自律性,帶有典型的反自然性質。與當今正在興起的祟尚天人合一、迴歸自然的基本文化趨向相悖。

    3.哲學層面,透過克隆技術實現人的自我複製和自我再現之後,可能導致人的身心關係的紊亂。人的不可重複性和不可替代性的個性規定因大量複製而喪失了唯一性,喪失了自我及其個性特徵的自然基礎和生物學前提。

    4.血緣生育構成了社會結構和社會關係。為什麼不同的國家、不同的種族幾乎都反對克隆人,原因就是這是另一種生育模式,現在單親家庭子女教育問題備受關注,就是關注一個情感培育問題,人的成長是在兩性繁殖、雙親撫育的狀態下完成的,幾千年來一直如此,克隆人的出現,社會該如何應對,克隆人與被克隆人的關係到底該是什麼呢?

    5.身份和社會權利難以分辨。假如有一天,突然有20個兒子來分你的財產,他們的指紋、基因都一樣,該咋辦?是不是要像汽車掛牌照一樣在他們額頭上刻上克隆人川A0001、克隆人川A0002之類的標記才能識別。

    6.可能支援克隆人的人有一個觀點:解決無法生育的問題。但一個沒有生育能力的人克隆的下一代還會沒有生育能力。你自認為優秀,可克隆出的人除血型、相貌、指紋、基因和你一樣外,其性格、行為可能完全不同,你能保證克隆人會和你一樣優秀而不誤入歧途嗎?在克隆人研究中,如果出現異常,有缺陷的克隆人不能像克隆的動物隨意處理掉,這也是一個麻煩。因此在目前的環境下,不僅是觀念、制度,包括整個社會結構都不知道怎麼來接納克隆人。

    應用前景克隆技術已展示出廣闊的應用前景,概括起來大致有以下四

    研究發展個方面:

    (1)培育優良畜種和生產實驗動物;

    (2)生產轉基因動物;

    (3)生產人胚胎幹細胞用於細胞和組織替代療法;

    (4)複製瀕危的動物物種,儲存和傳播動物物種資源。

    以下就生產轉基因動物和胚胎幹細胞作簡要說明。

    轉基因動物研究是動物生物工程領域中最誘人和最有發展前景的課題之一,轉基因動物可作為醫用器官移植的供體、作為生物反應器,以及用於家畜遺傳改良、建立疾病實驗模型等。但目前轉基因動物的實際應用並不多,除單一基因修飾的轉基因小鼠醫學模型較早得到應用外,轉基因動物乳腺生物反應器生產藥物蛋白的研究時間較長,已進行了10多年,但目前在全世界範圍內僅有2例藥品進入3期臨床試驗,5~6個藥品進入2期臨床試驗;而其農藝性狀發生改良、可資畜牧生產應用的轉基因家畜品系至今沒有誕生。轉基因動物製作效率低、定點整合困難所導致的成本過高和調控失靈,以及轉基因動物有性繁殖後代遺傳性狀出現分離、難以保持始祖的優良勝狀,是制約當今轉基因動物實用化程序的主要原因。

    體細胞克隆的成功為轉基因動物生產掀起一場新的革命,動物體細胞克隆技術為迅速放大轉基因動物所產生的種質創新效果提供了技術可能。採用簡便的體細胞轉染技術實施目標基因的轉移,可以避免家畜生殖細胞來源困難和低效率。同時,採用轉基因體細胞系,可以在實驗室條件下進行轉基因整合預檢和性別預選。在核移植前,先把目的外源基因和標記基因(如LagZ基因和新黴素抗生基因)的融合基因匯入培養的體細胞中,再透過標記基因的表現來篩選轉基因陽性細胞及其克隆,然後把此陽性細胞的核移植到去核卵母細胞中,最後生產出的動物在理論上應是100%的陽性轉基因動物。採用此法,Schnieke等(Bio Report,1997)已成功獲得6只轉基因綿羊,其中3只帶有人凝血因子IX基因和標記基因(新黴素抗性基因),3只帶有標記基因,目的外源基因整合率高達50%。Cibelli(Science,1997)同樣利用核移植法獲得3頭轉基因牛,證實了該法的有效性。由此可以看出,當今動物克隆技術最重要的應用方向之一,就是高附加值轉基因克隆動物的研究開發。

    胚胎幹細胞(ES)是具有形成所有成年細胞型別潛力的全能幹細胞。科學家們一直試圖誘導各種幹細胞定向分化為特定的組織型別,來替代那些受損的體內組織,比如把產生胰島素的細胞植入糖尿病患者體內。科學家們已經能夠使豬ES細胞轉變為跳動的心肌細胞,使人ES細胞生成神經細胞和間充質細胞和使小鼠ES細胞分化為內胚層細胞。這些結果為細胞和組織替代療法開闢了道路。目前,科學家已成功分離到人ES細胞(Thomson等1998,Science),而體細胞克隆技術為生產患者自身的ES細胞提供了可能。把患者體細胞移植到去核卵母細胞中形成重組胚,把重組胚體外培養到囊胚,然後從囊胚內分離出ES細胞,獲得的ES細胞使之定向分化為所需的特定細胞型別(如神經細胞,肌肉細胞和血細胞),用於替代療法。這種核移植法的最終目的是用於幹細胞治療,而非得到克隆個體,科學家們稱之為“治療克隆”。

    克隆技術在基礎研究中的應用也是很有意義的,它為研究配子和胚胎發生,細胞和組織分化,基因表達調控,核質互作等機理提供了工具。

    2009年2月2日山東省幹細胞工程技術研究中心主任、煙臺毓璜頂醫院中心實驗室主任李建遠教授在對媒體宣佈,中國科學家已成功獲得人類體細胞克隆胚胎。該成果不只是應用人類纖維體細胞獲得克隆胚胎,更重要的是應用帕金森病患者外周血的淋巴細胞作為供體細胞也成功獲得囊胚,這使治療性克隆研究向前邁進了一大步。

    可以預見,將來各種無法治療的疑難性疾病都有可能透過克隆胚胎提取到與病人遺傳基因完全相同的全能型胚胎幹細胞,用其衍生而來的全新的功能細胞、組織或器官,來取代病變的細胞、組織、器官,從而避免免疫排異反應的發生,從根本上解決組織器官移植中配型困難與供體不足等瓶頸問題。

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