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15.11:

生殖性克隆

JoVE 核
生物学
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JoVE 核 生物学
Reproductive Cloning

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生殖克隆是指基因上 相同的复制品,是组织的克隆。 1996年生产的多莉羊是第一只 成年动物的克隆体,但此后其他几种动物的 克隆已被停止,包括狗和猫。 克隆成年动物最常见的方法是 体细胞核移植。 首先从卵细胞中去除细胞核, 然后从动物体内获取诸如皮肤细胞 之类的体细胞进行克隆。 去除含有染色体DNA的核, 并注入卵子中。 卵子通过化学或 电气处理刺激分裂,形成一个胚胎, 该胚胎被植入成年雌性的子宫中, 并在那里继续发育直至出生。 所得克隆具有与原始动物相同的 染色体DNA,但线粒体DNA通常不同, 因为线粒体 来自卵子的细胞质, 通常来自不同的个体。 同样,由于发育过程中的环境 和表观遗传因素,克隆和原始 克隆之间可能会出现表型差异。 就像同卵双胞胎彼此一样, 尽管它们具有相同的DNA。

15.11:

生殖性克隆

生殖性克隆是指对整个生物体产生一个基因相同的克隆的过程。克隆可以通过分裂早期胚胎产生,这与同卵双胞胎的自然情况类似;成年动物的克隆通常通过一种称为体细胞核移植(SCNT)的过程完成。

体细胞核移植

在SCNT中,卵细胞从动物身上取出,细胞核被移除,形成一个无核卵。然后,从动物身上提取一个体细胞(任何不是性细胞的细胞)进行克隆。然后,通过直接注射或使用电流将体细胞融合到卵子中,将体细胞的细胞核转移到去核卵子中。

卵子现在包含了被克隆动物的细胞核和染色体DNA。它被刺激分裂,形成胚胎,然后植入代孕母亲的子宫。如果一切顺利,它发育正常,克隆人出生。

尽管这一过程已成功克隆了许多不同类型的动物,包括绵羊、奶牛、骡子、兔子和狗,但成功率很低,只有一小部分胚胎存活下来。存活到出生的克隆动物似乎也会衰老并过早死亡。这是因为它们的DNA来自于成年细胞,在正常的衰老过程中,随着细胞分裂,它们的染色体保护端的一小部分丢失了。

虽然克隆体的染色体DNA与细胞核供体的相同,但线粒体DNA可能不同,因为线粒体来自卵细胞的细胞质,卵细胞通常来自不同的动物。此外,由于环境和表观遗传因素,克隆动物和原始动物之间可能出现表型差异。例如,第一只克隆的猫,Cc,看起来与原来的猫有很大的不同,因为它的毛型是由不同细胞中的随机X染色体失活造成的。

尽管存在技术上的挑战,生殖性克隆仍有许多潜在的用途,包括生产基因相同的研究动物、具有期望特性的家畜和濒危物种的后代。它甚至在人类不孕和疾病方面有潜在的应用,尽管克隆人类还没有完成,而且会引起伦理上的关注。

Suggested Reading

Ayala, Francisco J. “Cloning Humans? Biological, Ethical, and Social Considerations.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112, no. 29 (July 21, 2015): 8879–86. [Source]

Keefer, Carol L. “Artificial Cloning of Domestic Animals.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112, no. 29 (July 21, 2015): 8874–78. https://doi.org/10.1073/pnas.1501718112.