【正文】 重新編程（ repreogram, remodel） 對多利羊?qū)嶒?yàn)的質(zhì)疑。 ? 胎羊丟失率： 62%（ 13 頭） ? 以形態(tài)特征， DNA microsatellite analysis ? 產(chǎn)出小 羊均顯示供體羊特征 實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，血清饑餓 使細(xì)胞核和去核卵細(xì)胞處于細(xì)胞周期中相匹配的階段。 三、多利羊?qū)嶒?yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施 實(shí)驗(yàn)過程 嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 精心的操作過程 嚴(yán)格的結(jié)果檢驗(yàn) ? 50～ 60 天，超聲檢查， 21 頭胎羊，以后每 14 天查一次。 從實(shí)驗(yàn)小鼠到羊，也有所不同。 到 1980s 初，克隆實(shí)驗(yàn)已用小鼠取得成功。這些 RNA 構(gòu)成母體信息，決定受精卵的發(fā)育潛能。它們對紫外線敏感，對 RNase 敏感。細(xì) 胞質(zhì)中有著決定細(xì)胞分化全能性的物質(zhì)，稱為分化決定子。 細(xì)胞核保持著全套基因組。 1952 豹蛙 囊胚細(xì)胞核 去核卵母細(xì)胞 蝌蚪 可育的蛙 爪蟾：腸上皮細(xì)胞核仍保持全能性 1978 黑斑蛙 (童第周 ) 蛙紅細(xì)胞核 去核未受精卵細(xì)胞 蝌蚪 1981 克隆小鼠的實(shí)驗(yàn) Illmensee amp。不可能發(fā)育成為完整的動(dòng)物個(gè)體。 實(shí)際上，動(dòng)物細(xì)胞喪失全能性的過程，開始得很早。 對于動(dòng)物來說： 隨著分化的演進(jìn)，細(xì)胞逐漸喪失其分化潛能。 例如，單能生血干細(xì)胞 對于植物來說，分化成熟的植物細(xì)胞體，仍保持全能性，仍有可能發(fā)育成完整植株。 例如：受精卵 多能性 —— 具有分化出多種組織或細(xì)胞（但是不能形成完整個(gè)體）的潛能的細(xì)胞稱多能性細(xì)胞。 大致有三種不同的發(fā)育潛能。 細(xì)胞分化 在個(gè)體發(fā)育中，細(xì)胞后代在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異的過程，稱為細(xì)胞分化。 嬰兒 1012 個(gè)細(xì)胞 成人 1014 個(gè)細(xì)胞 (1 克肝或胃，由 － 3 億個(gè)細(xì)胞組成。 ―克隆 ‖一詞也頓時(shí)變得婦孺皆 知。 中國衛(wèi)生部宣布：禁止人體克隆試驗(yàn)。 世界衛(wèi)生組織（ WHO）宣布：禁止人體克隆試驗(yàn)。 （美）克林頓總統(tǒng)宣布：禁止聯(lián)邦政府資助人體克隆實(shí)驗(yàn)。 另一方面，人們馬上意識到克隆人的威脅。 世界首例冷凍克隆牛胚胎移植犢牛在山東降生 ?2022 年 10 月 2022 年 10 月 8 日凌晨 3： 18，一頭叫 ―梨花 ‖的黑白花奶牛在山東萊陽農(nóng)學(xué)院產(chǎn)下一頭黑色雌性牛犢，它是我國首批體細(xì)胞克隆牛雙雙的后代，科研人員將雙雙的 冷凍 胚胎植入梨花的體內(nèi)，也就是通過借腹生子的方法，產(chǎn)下了蓓蓓。 第七講 多 利羊帶來的挑戰(zhàn)與困惑 一、多利羊風(fēng)暴 1997． 2． 27 Nature（ 385： 810－ 813） 英國愛丁堡羅斯林研究所 伊恩 威爾穆特小組： 多利羊 1996. 7 出生 1996. 11 收到文章 1997. 2 文章發(fā)表 文章發(fā)表，在全世界引起巨大反響。 ?黑猩猩和人類基因組的ＤＮＡ序列相似性達(dá)到 99％；即使考慮到ＤＮＡ序列插入或刪除，兩者的相似性也有 96％。共定位了37,500 個(gè)基因，還率先在動(dòng)植物中完成了對著絲粒的測序。 （ 2）推動(dòng)新學(xué)科興起 生物信息學(xué) Bioinformatics 基因組學(xué) Genomics ?2022 中國楊煥明等在《 Science》發(fā)表了水稻全基因組框架序列圖 ?基因總數(shù)： 46022~55615，約為人類的 2 倍； ?其中 10,000 個(gè)基因的功能已確定； ?水稻的 ―垃圾 ‖序列多位于基因外，人類的 ―垃圾 ‖序列多位于基因內(nèi)； ?2022 年，英、美、德等國的上百位科學(xué)家 12 月 5 日在英國《 Nature》雜志上聯(lián)合宣布他們成功破譯了小鼠的基因組。完成圖顯示人類基因組只含有 2～ 萬個(gè)基因，比原來的估計(jì)要少。 ?2022 年 10 月國際人類基因組計(jì)劃合作組織在《 Nature》雜志上宣布誤差小于 10 萬分之一的人類基因組完成圖已成功繪就。 ?2022 年人類表觀基因組計(jì)劃 (Human Epigenome Project )于 10 月 7 日正式啟動(dòng)。 ?2022 年： 2 月， HGP 和美國塞萊拉（ Sequencing）公司將各自測定的人類基因組工作框架圖分別發(fā)表在 Nature 和 Science 上，這表明人類 基因組計(jì)劃（ HGP）進(jìn)入了一個(gè)展新的階段。 ?12 月 14 日英美等國科學(xué)家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜。 ?2022 年 6 月 26 日美，英，日，德，法，中六國共同宣布人類基因組工作草圖繪制成功。 ?2022 完成了人類第 21 號染色體的測序。 ?1990 4 月美國宣布開始實(shí)施人類基因組測序工作。 已大致確定： 5885 個(gè)編碼蛋白基因 140 個(gè) rRNA 基因 40 個(gè) SnRNA 275 個(gè) tRNA 基因 實(shí)踐意義 ： 病源微生物 ——病理機(jī)制 藥物、疫苗 人類基因組計(jì)劃發(fā)展過程 : ?1986 [美 ] Dulbecco 首次提出了 “ 人類基因組工程 ” 。參與者包括：歐共體、日本、加拿大、俄羅斯、巴西、印度和中國等國的科學(xué)家。 實(shí)施基因治療的必要步驟如下： ? 找到致病基因 ? 克隆得到大量與致病基因相應(yīng)的 正?；? ? 采取適當(dāng)方法把正常基因放回到病人身體內(nèi)去 ? 進(jìn)入體內(nèi)的正?；驊?yīng)正常表達(dá) 三、人類基因組計(jì)劃 人類基因組計(jì)劃的啟動(dòng) 1986 年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者 提出人類基因組計(jì)劃 ——測出人類全套基因組的 DNA堿基序列（ 1n:3X109b） 美國政府決定于 1990 年正 式啟動(dòng) HGP，預(yù)計(jì)用 15 年時(shí)間，投入 30 億美元，完成 HGP。 （ 3）基因治療 遺傳病的根治應(yīng)該是基因治療，但是基因治療的難度很高。病兒從肺、胰腺等處分泌粘液，阻礙呼吸、消化等功能。 有時(shí)，補(bǔ)充必要的酶也很起作用。 遺傳病的治療 遺傳病的治療分為三個(gè)層次： （ 1）生理水平的治療 ——對癥治療 如： 苯丙酮尿癥 ——限制膳食中苯丙氨酸含量 白化病 ——戴帽子和墨鏡 （ 2）蛋白質(zhì)水平治療 向病人體內(nèi)補(bǔ)充缺失的蛋白質(zhì)。 DNA 電泳與限制性酶切圖譜 RFLP 技術(shù)亦可用于檢查缺陷基因攜帶者。 限制性內(nèi)切酶圖譜多態(tài)性技術(shù)（ RFLP） 基因突變后，使限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)改變，導(dǎo)致電泳條帶的改變。 二、遺傳病的診斷和治療 遺傳病的診斷有三個(gè)層次 （ 1）檢查特征的異常代謝成份 如： 鐮刀狀貧血病 血紅蛋白 血友病 凝血因子Ⅷ （ 2）調(diào)查家族病史，以查明遺傳病的遺傳特征 （ 3）檢查異常基因是遺傳病確證的關(guān)鍵步驟。 我國每年出生 1500 萬嬰兒中， 3％帶有先天缺陷，其中 80％與遺傳病有關(guān)。 ?1900 年的主要死亡原因是流感、結(jié)核病及腸胃疾病 ?1990 年時(shí)死亡原因主要是心血管病、癌癥等。 （ 3）隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，對人類威脅很大或引起嬰兒死亡率甚高的許多傳染病，如：鼠疫、天花等已得到控制。 相當(dāng)一部分常見病或多發(fā)病，如：糖尿病、高血壓、神經(jīng)分裂癥、支氣管哮喘等，都屬多基因遺傳病。如：先天 愚型病是因?yàn)橛腥龡l 21 號染色體所致。 此外，遺傳病還有兩個(gè)類型： 染色體病 由于染色體畸變，包括染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)改變所致的遺傳病，稱為染色體病。即病因明確地在于一對基因的突變或缺陷。 X連鎖顯性遺傳 ?抗維生素 D 佝僂病 （ Vitamin Dresistant rickets） (1) 患者女性多于男性； (2) 每代都有患者； (3) 男性患者的女兒都為患者； (4) 女性患者 的子女患病的機(jī)會(huì)為 1/2 Y連鎖遺傳 毛耳 (hairy ears) 遺傳病對人類健康的影響到底有多大？ (1) 單基因遺傳病的患者在人群中比例不高。 血友病家族的一個(gè)著名的例子是英國維多利亞女王（ 1819－ 1901）家族。其中凝血因子Ⅷ和Ⅸ位于Ⅹ－染 色體上。 血凝機(jī)制包括一系列蛋白水解酶活化過程的級聯(lián)反應(yīng)。這是人類遺傳病中最常見最嚴(yán)重的一種。 CC 純合子在初生嬰兒中占 1/106，在很小年紀(jì)就得心臟病。 LDL 受體基因在 19 號染色體上。 LDL 受體分布在細(xì)胞表面，功能是把血流中 的 LDL 吸收到細(xì)胞中來。正常基因含 10－ 34 個(gè) CAG 拷貝，病人含 40 以上甚至 100 個(gè)拷貝。 最終找到缺陷基因位于 4 號染色體。 顯性遺傳病 ： 裂手裂足 (龍蝦爪手 ) 多指 短指 軟骨發(fā)育不全 亨廷頓氏病 是一種神經(jīng)癥狀疾病，患者出現(xiàn)不由自主動(dòng)作，漸漸記憶喪失，行為失常，直至行動(dòng)失控、致死。這些地區(qū)恰恰又是一種惡性瘧疾流行地區(qū)。 問題在于血紅蛋白 ?鏈一個(gè)谷氨酸殘基變成了纈氨酸殘基。也是常染色體隱性遺傳。因?yàn)槟X發(fā)育受阻，嚴(yán)重腦力呆滯，智商 0－ 50。 病 苯丙酮尿癥 亨廷頓氏病 血友病 （ PKU） 例 纖維性囊泡化 (CF) 家族性高膽固 紅綠色盲 醇血癥 肌營養(yǎng)不良癥 鐮刀狀貧血癥 苯丙酮尿癥（ PKU） 亦是苯丙氨酸代謝紊亂病癥。 征 才可能表現(xiàn)病 癥。 遺傳病的類型和特征 迄今已記錄的遺傳病有 3000 多種，找到了 200 多個(gè)與遺傳病有關(guān)的基因。 ?可以遺傳給下一代子女。 后來的研究證明加洛特的預(yù)見是對的。 第六講 遺傳病和人類基因組計(jì)劃 一、 遺 傳病的特征與分類 第一例遺傳病的發(fā)現(xiàn) 1902 年英國醫(yī)生加洛特（ ）從家族病史，發(fā)現(xiàn)并研究了第一例遺傳病――尿黑酸癥，并發(fā)現(xiàn)該病在家族中的遺傳遵循孟德爾規(guī)律，由單個(gè)隱性基因控制。 轉(zhuǎn)基因植物亦已在大田中廣為播種。 （ 3）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和植物 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物首先在小鼠獲得成功。 （ 2）提高奶酪產(chǎn)量 生產(chǎn)奶酪的凝乳酶傳統(tǒng)上來自哺乳小牛的胃。基因工程的最后一步，是把所獲得的蛋白質(zhì)分離純化，得到蛋白質(zhì)產(chǎn)品。 蛋白質(zhì)的分離純化 ——生物分離技術(shù) 重組 DNA 分子進(jìn)入寄主細(xì)胞后，其中的目的基因能否表達(dá)，表達(dá)效率高低，還有很大差別。若受體細(xì)胞是細(xì)菌，通常稱轉(zhuǎn)化；若受體細(xì)胞是動(dòng) /植物細(xì)胞，通常稱轉(zhuǎn)染。 此酶識別一定堿基序列，有的還可切出 “ 粘性 ” 末端，使得目的基因和載體的連接非常容易。 其次 ， 要把目的基因 ―裝 ‖到載體中去。 載體有好幾種，常用的有： 質(zhì)粒－－環(huán)狀雙鏈小分子 DNA，適于做小片斷基因的載體。經(jīng)過 20 次循環(huán)，即可擴(kuò)增 106倍，總共只需幾個(gè)小時(shí)。 PCR 的三個(gè)步驟為一次循環(huán)，約需 5－ 10 分鐘。 第二步 —— 50 ℃ 溫度下，引物 DNA 結(jié)合在適于配對的 DNA 片斷上。 PCR 法，全稱多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是近年來開發(fā)出來的基 因工程新技術(shù)，它的最大優(yōu)點(diǎn)是把目的基因的尋找和擴(kuò)增，放在一個(gè)步驟里完成。 克隆 ——生物分子，細(xì)胞，生物個(gè)體的無性增殖過程都稱為克隆。 （ 2）目的基因的擴(kuò)增