《發(fā)育生物學:13 細胞的全能性》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《發(fā)育生物學:13 細胞的全能性(28頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第十二章 細胞的全能性受精卵具有發(fā)育的全能性!體細胞 全能性? 158年細胞學說 體細胞克隆羊證實細胞全能性事件:1839年,Schwann提出細胞學說1855年,Virchow提出“細胞來自細胞”1892年,Driesch證明海膽2細胞和4細胞胚胎 的單個細胞能分別發(fā)育為完整的胚胎1938年,Spemann提出一個“奇異”的想法, 如果將一個分化的細胞的核導入 去核卵,形成組合細胞如何發(fā)育?1952年,Briggs和King開發(fā)細胞核移植技術, 首先用美洲豹蛙的囊胚細胞進行 核移植獲得正常發(fā)育的蝌蚪1958年,F(xiàn)ischberg,Elsdale,Gurdon用 爪蟾囊胚早期細胞做供體進行核
2、 移植,獲得性成熟的爪蟾個體1963年,Haldane首次使用“clone”一詞1977年,Gurdon以1只白化蝌蚪腸上皮細胞 做核供體,獲得30只白化成體蛙1981年,Illmensec和Hoppe將小鼠囊胚細胞 核移入去核受精卵,得到了幼鼠, 世界上第一例哺乳類克隆的報道1997年,Wilmut和同事采用成體母羊的乳腺 細胞做核供體,獲得了“多莉”,世 界上第一例體細胞克隆的哺乳動物細胞核是細胞發(fā)育全能性的基礎!細胞核具有完整的遺傳信息,在適當條件下能夠發(fā)育成一個完整的個體。分化細胞的遺傳物質變化了嗎?Roux(1888)實驗Driesch(1892)實驗19011903年,Speman
3、n實驗:嬰兒細發(fā)分離蠑螈2細胞受精卵Roux的結論錯誤:熱針燙死的細胞對正常的細胞具有抑制作用1933年,Schmidt實驗(重復Roux實驗):但把燙死的分裂球去掉,存活的分裂球發(fā)育為完整的胚胎早期胚胎分裂球是全能的DNA半保留復制證實了細胞分裂遺傳物質沒有發(fā)生變化!分化細胞遺傳物質沒有發(fā)生變化!1. DNA含量沒有變化: 牛,肝 6.4 ng、脾 6.8 ng、胸腺 6.4 ng、 胰 6.6 ng、精子 3.3 ng。2. 染色體數(shù)量沒有變化: Puck 和 Tjio檢查人體8種組織、1825個 細胞的染色體組,都是46條。3. 基因數(shù)目沒有變化: 果蠅,染色體上5000多個染色粒,每一
4、 染色粒10個基因,不同細胞中染 色粒的數(shù)量和排列順序都一樣。4. 基因全部相同: 1964年,McCarthy和Hoyer利用分子雜交 證明了小鼠分化細胞的細胞核都含有相同基因。全能性: 體細胞、胚胎細胞或細胞核具有 與合子相同的發(fā)育潛能。全能性的基礎:細胞核包含一個物種的全套 染色體組,具有發(fā)育完整個 體所需的全部遺傳物質。高度分化的動物細胞,細胞逐漸失去全能性,但細胞核具有全能性。體細胞克隆: 核移植 體細胞 去核卵、受精卵 (卵細胞質作用)細胞分化:人類由200多種細胞組成。全能性、多能性、單能性、終末分化細胞高等動物受精卵、2細胞裂球、胚胎干細胞成熟組織干細胞,補充衰老和死亡細胞(造
5、血干細胞,多能性)失能性:紅細胞、角化細胞、羽毛、毛發(fā)細胞分化實質:不同類型細胞合成不同種類的蛋白質。僅有特定部分基因被激活!5% 10%基因2大類:管家基因:在所有細胞中都表達。奢侈基因:在特定細胞中專一表達。去分化:又回到未分化狀態(tài)!肝臟再生成人的肝臟一般重1500g左右,肝臟確具有極強的再生和恢復的能力。若將肝臟切掉一半,或者當受到嚴重的創(chuàng)傷,殘留的正常肝細胞仍然能夠從事正常的工作。動物實驗已定實,把老鼠的肝臟切掉一半后,老鼠照常進食并且仍活潑健康地活著,檢查肝功能指標往往仍正常。在人類,若肝臟內長了大小不等的多個瘤塊,或癌腫已使肝臟變形,但只要這些占位性病變不壓迫匯管區(qū),只要尚存在30
6、0g以上健康的肝組織,患者在消化道方面仍會無明顯癥狀,肝功能也會無太大的異常。一般講,經(jīng)手術切除肝臟75%的老鼠可于3周后迅速修復到原來的重量;同樣的情況狗需8周,而人類則需4個月左右。由此可見,肝臟具有其他器官無法比擬的旺盛的再生和恢復的能力。正由于上述理由,經(jīng)手術切除肝癌的患者至今生存10年以上者不乏其人。肝臟移植后存活5年以上的患者,在國外已有不少報道。核移植目的: 卵細胞質作用分化細胞的細胞核 去分化細胞核移植實驗的開始1938, Spemann1938年,Spemann”Embryonic development and induction”“細胞核移植”1952年,美國Briggs和King,美洲豹蛙 囊胚細胞核 受精卵英國牛津大學Elsdale和Gurdon,非洲爪蟾達到了性成熟!囊胚細胞核,30%孵化期蝌蚪細胞核,6%游泳期蝌蚪細胞核,3%哺乳動物的核移植研究1942年,大鼠2細胞胚胎裂球能發(fā)育成幼鼠1968年,兔8細胞1981年,Illmense和Hoppe,小鼠棕毛鼠胚泡核 黑毛鼠去核受精卵白毛鼠子宮3只小鼠,棕毛1983年,McGrath和Solt創(chuàng)造了全新的核移植方法病毒誘導融合,避免傳統(tǒng)針刺綿羊、牛、大鼠、兔、豬(胚胎細胞)體細胞核全能性的證實克隆羊“多莉”綿羊、牛、小鼠、山羊、豬(體細胞)成功率低 1% 2%畸形、體重、其他缺陷克隆人!