动物细胞培养和核移植技术

动物细胞培养与核移植技术山西省高平市第一中学校2013-12-24动物细胞工程常用的技术手段：1动物细胞培养技术2动物细胞核移植技术3动物细胞融合技术4生产单克隆抗体技术动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。植物细胞工程常用的技术手段:1植物组织培养技术2植物体细胞杂交技术2001年11月3日下午6点零5分，在莱阳农学院动物胚胎工程中心实验场，一头名叫“桂花”的黑白花奶牛，只用了15分钟，就顺利产出一头全身黑色的雌性肉牛，专家们给它起了一个吉祥的名字“康康”。经过现场公证，这是到目前为止我国唯一健康存活的体细胞克隆牛，它体重30公斤，体长64厘米，心跳、呼吸都很正常。出生后55分钟，康康经过几番努力，终于稳稳地站了起来，赢得了现场专家们的热烈掌声。“康康”和“双双”的合影“康康”有三个母亲，它更象哪一个呢？高产肉牛（供体）采集卵母细胞（屠宰场）卵母细胞去核去核卵母细胞胚胎皮肤细胞供体细胞培养重组细胞细胞融合重组胚胎诱导分裂和发育代孕母牛胚胎移植康康（克隆高产肉牛）体外培养减二中期卵母细胞1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，这是为什么？3.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是核供体动物100%的复制。将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动物）胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性容易细胞分化程度高，恢复全能性不容易动物细胞核移植概念：为什么要进行动物细胞培养?动物细胞培养的概念从动物机体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。动物细胞培养过程：原代培养传代培养动物细胞培养过程胚胎或幼龄动物的组织器官细胞悬液10代细胞50细胞剪碎胰蛋白酶洗涤、稀释、分离原代培养贴壁生长接触抑制传代培养胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？用胃蛋白酶可以吗？分散细胞的目的：单个细胞容易摄取所需的营养，排出代谢废物；而用大块组织培养时，内部细胞的营养供应和代谢废物的排出都较困难。细胞生长的基本过程：细胞贴壁——贴壁生长——接触抑制动物细胞培养条件：1、无菌、无毒的环境：添加一定量的抗生素，定期更换培养液2、营养:葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素、动物血清等。3、温度和PH：36.5±0.5度,7.2-7.44、气体环境：O2和CO2（95%空气和5%CO2）1体外培养动物时需要哪些物质？2体外培养动物细胞时需要什么样的环境条件？植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞增殖培养基性质固体培养基液体培养基培养基特有成分蔗糖植物激素葡萄糖动物血清培养结果植物体细胞株、细胞系培养目的快速繁殖、培育无病毒植株获得细胞或细胞分泌蛋白在董雅娟博士、柏学进教授等科研人员的主持下，2001年11月3日、6日，我国首例和第二例健康成活体细胞克隆牛“康康”和“双双”先后在莱阳农学院降生。“双双”于2003年10月29日生下了“健健”，“康康”于2003年10月31日生下了“壮壮”。目前“康康”和“双双”已经两周岁多了，都健康良好。卵细胞C母绵羊子宫Ａ母绵羊Ｂ母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂融合后的卵细胞细胞拆合技术妊娠多莉羊的培育过程证明动物细胞核具有全能性体细胞核移植技术的应用前景：1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程2、保护濒危物种3、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植4、了解胚胎发育和衰老过程；追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病4.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。研究方面：克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。应用上：生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。3.1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达（Lucinda）的奶牛，年产奶量为30.8t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4t。（1）能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。可以。卢辛达的产奶量很高，有高产奶的遗传基础，利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，克隆牛再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的后代，从而加快奶牛改良进程。该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多，尤其是在小范围内不能无限的繁殖，以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。（2）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如何对它进行克隆？从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳朵在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外培养获得该组织（如软骨组织）的细胞。从屠宰场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵母细胞，使其完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。