浅谈克隆技术的应用以及发展前景

浅谈克隆技术的应用以及发展前景 浅谈克隆技术的应用及其发展前景 [摘要]:“克隆”是英文单词“Clone”的音译,其本身的含义是无性繁殖。本文主要介绍了克隆技术的概念、应用以及发展前景。 [关键词]:克隆技术、应用、发展、前景 克隆是英文“clone”的音译，是利用生物技术与无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程，科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术，含义是无性繁殖。克隆技术在现代生物学中被称为“生物放大技术”。 作为新世纪的尖端科学，克隆技术从它诞生的那一刻起就吸引了众多世人的目光。目前，克隆技术、基因工程研究正突飞猛进向前发展，基因概念及其理论的建立，打开了人类了解生命并控制生命的窗口。基因研究已成为当前科学研究中最有决定性的领域之一，成为推动生物、食品和制药产业发展的引擎。众所周知，20世纪遗传学的发展举世瞩目，由于遗传学的发展，科学的社会功能以及社会对科学的制约更受关注，从试管婴儿到克隆技术再到人类基因图谱的绘制无不牵动着世人的心。21世纪是生物技术革命的世纪，克隆技术的应用将促进遗传学，细胞发育生物学，产科学等学科的研究进展，有利于整个世界的科学进步和生活质量的提高，对人类的生活将会产生深远的影响。 一、克隆技术简介 克隆技术，是由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。 克隆通常是一种人工诱导的无性生殖方式或者自然的无性生殖方式(如植物)。一个克隆就是一个多细胞生物在遗传上与另外一个生物完全一样。克隆可以是自然克隆，例如由无性生殖或是由于偶然的原因产生两个遗传上完全一样的个体(就像同卵双生一样)。但是我们通常所说的克隆是指通过有意识的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 来产生的完全一样的复制。 我们可将其研究或操作的对象分为基因克隆、细胞克隆和个体克隆三大类。 基因克隆是指在分子(DNA)水平上开展研究工作以获得大量的相同基因及其 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达产物;细胞克隆则是在细胞水平上开展研究工作以获得大量相同的细胞;个体克隆则是经过一系列的操作产生一个或多个与亲代完全相同的个体，这种克隆所用的生物 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 可能是一个细胞，也可能是一个组织。可以看出，基因克隆、细胞克隆和个体克隆是在三个不同的层次上开展的研究工作，以原有的基因或细胞或生物个体作为模板，复制出多个与原来模板完全相同的 基因或细胞或生物个体来。这就有点像大家利用复印机复印资料，或用胶片冲洗照片一样，从原有的资料或底片复制出许多完全一样的资料或照片来。但实际上并非复制胚胎，只是从成年人体内的一个细胞抽取当中包含的基因资料，然后将植入一个没有核子的卵子细胞内，通过体外受精的方法使这个新细胞发育成一个胚胎。例如小羊多利就是利用体细胞进行细胞核移植而克隆成功的，多利羊的产生与三只母羊有关，其克隆过程如下:科学家选取了三只母羊，先将一只母羊的卵细胞中所有遗传物质吸出，然后将另一只6岁母羊的乳腺细胞与之融合，形成一个含有新遗传物质的卵细胞，并促使它分裂发育成胚胎，当这一胚胎生长到一定程度时再将它植入第三只母羊的子宫中，由它孕育并产下克隆羊多利，出生的“羊多”小绵羊与6岁母羊具有完全相同的外貌。 二、克隆技术的应用 我国早在80年代末就已克隆出一只兔子，1991年西北农业大学发育研究所与江苏农学院克隆羊成功，1993年中科院发育生物研究所与扬州大学农学院共同克隆出一批山羊，扬州大学的体细胞克隆技术及新型的“制备”技术，不仅把我国哺乳动物的克隆技术推进到可以采用体细胞产生克隆家畜的无性繁殖阶段，而且还可使这种转基因山羊在短期内扩展成一个群体。1995年华南师大和广西农大合作克隆出牛，1996年中国农科院畜牧研究所克隆牛获得成功。我国科学家已成功复制了羊颅骨、鸡肌腱和猪关节软骨等组织，这意味着复制人体组织器官研究已进入了一个新阶段。我国的组织器官复制研究即将进入临床实验，人体组织器官复制阶段将在3,5年内将取得更大突破。我国目前已掌握了脐血干细胞分离、纯化、冷冻以及复苏的技术，专家们希望在2002年建成世界上最大的可保存5,10万份脐血干细胞样本库，为有相同遗传特征的全球华人患者提供干细胞移植。那时病人只要移植有自我修复功能的干细胞就可治病。中国干细胞的科研人员已利用干细胞技术克隆出人体组织，并将开展人体器官克隆计划。军事医学科学院已体外克隆出了人骨、血液、神经和皮肤等组织，接下来的工作便是克隆更复杂的器官。第一批被列入克隆计划的器官是血管、食道和膀胱。我国在“治疗性克隆”研究领域已获得重大突破，如果研究工作开展顺利的话，几年后就可以克隆出能够应用的人体器官。上海市转基因研究中心有望在3,5年内成功克隆人体器官，以替代人体受损的器官。我国科学家在国际上首次完成了人类下丘脑,垂体,肾上腺轴这一神经内分泌重要系统的基因表达谱的绘制，同时在下丘脑,垂体,肾上腺轴克隆了200条人类新基因，这表明我国在人类功能基因的大规模研究方面获得重要进展。中国科学院发育生物学研究所研究人员与法国国家农艺学研究所专家合作发明了一种简单高效的成年动物体细胞克隆新技术，并利用它成功地培育出克隆鼠。它利用显微操作技术将植入过程中在卵细 胞膜上造成的破损结构切除，既不需要使用培育多利羊的电融合方法，也不需要使用脉冲装置，便可高效地在不对卵细胞核染色的情况下去除卵细胞核，并直接将供体细胞核注入到去核卵细胞中，这样使克隆胚胎受到的损害降至最小。 三、克隆技术的发展前景 克隆技术已展示出广阔的应用前景,概括起来大致有以下四个方面:(1)培育优良畜种和生产实验动物;(2)生产转基因动物;(3)生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法;(4)复制濒危的动物物种,保存和传播动物物种资源。 转基因动物研究是动物生物工程领域中最诱人和最有发展前景的课题之一,转基因动物可作为医用器官移植的供体、生物反应器,以及用于家畜遗传改良,创建疾病实验模型等。体细胞克隆的成功为转基因动物生产掀起一场新的革命,动物体细胞克隆技术为迅速放大转基因动物所产生的种质创新效果提供了技术可能。当今动物克隆技术最重要的应用方向之一,就是高附加值转基因克隆动物的研究开发。胚胎干细胞(ES)是具有形成所有成年细胞类型潜力的全能干细胞。 科学家们一直试图诱导各种干细胞定向分化为特定的组织类型,来替代那些受损的体内组织,比如把产生胰岛素的细胞植入糖尿病患者体内。科学家们已经能够使猪ES细胞转变为跳动的心肌细胞,使人ES细胞生成神经细胞和间充质细胞及使小鼠ES细胞分化为内胚层细胞。这些结果为细胞和组织替代疗法开辟了道路。这种核移植法的最终目的是用于干细胞治疗,而非得到克隆个体,科学家们称之为“治疗克隆”。克隆技术在基础研究中的应用也是很有意义的,它为研究配子和胚胎发生,细胞和组织分化,基因表达调控,核质互作等机理提供了工具。 在植物克隆方面,植物基因克隆技术在植物的分子生物学和基因工程中有着巨大的潜能,随着新的基因资源的不断发掘,作物许多性状诸如产量、品质、抗性,植株的形态、熟期、花器发育的调节,以及一些复杂的生理生化性状等都渴望得到进一步的改良。通过组织培养快速大量繁殖植物的克隆技术(简称快繁)在农作物生产、植物品种改良和森林重建计划等方面正悄悄地改变着世界。现在快繁技术较多的被用于快速培育优质生态防护林苗木和珍稀濒危植物。将来组织培养将被更多地应用于培养能生产人工合成的药品和聚合物的树种。克隆技术的出现,是生命科学研究中的重大突破,有些人甚至将之与物理学领域原子能的发现相提并论。我们应该庆幸人类又掌握了可以为人类谋取幸福的一种新技术。 克隆技术的迅速发展得益于人体胚胎干细胞的发现，利用这种细胞有可能在体外培育出与提供细胞的病人遗传特征完全相同的细胞、组织或器官，例如骨髓、脑细胞、心肌，甚至肝、肾等，它们可被用于治疗白血病、帕金森氏症、心脏病和器官衰竭等疾病，这将同时解决器官移植中的排异反应和供体器官严重缺乏难题。正确运用克隆技术，可以为人类带来许多好处，如可终止癌症的扩散，检测胎儿的遗传缺陷，治疗神经系统的损伤，可以发展治疗习惯性流产的方法及新的避孕技术，提高妊娠成功率，可以得到更多的用于治疗的干细胞，为制造能移植于人体的动物器官开辟了前景，促进了遗传学的发展等。克隆技术被滥用则可产生可怕的后果，如克隆技术能减少遗传变异，通过克隆产生的个体具有同样的遗传基因和同样的疾病敏感性，一种疾病就可以毁灭整个由克隆产生的群体，干扰了自然进化过程，而生物多样性正是自然可持续发展的基础。克隆技术还可导致对后代遗传性状的人工控制，科 学家将通过更改胚胎的遗传基因，改变某个个体眼睛的颜色，对某种疾病的耐受性等，这是很多伦理学家所不能接受的，人类需要建立相应的社会伦理体系。目前克隆技术引起争论的核心是能否允许对发育初期的人类胚胎进行遗传操作，进行克隆人研究等。克隆技术确实可能与历史上的原子能技术等一样，既能造福人类，也可祸害无穷。但“技术恐惧”的实质，是对错误运用技术的人的恐惧，而不是对技术本身的恐惧。某项科技进步最终是否真正有益于人类，关键在于人类如何对待和应用它。对于克隆技术，善良的人们可以利用它来为人类服务，为人类造福，而邪恶的人们却能用它来危害人类的生存。因此，在研究克隆技术时必须遵循人类的共同法则，制订科学的克隆计划，采取相应的研究对策，避免克隆技术的负效应。 参考文献: [1] 沈明贤 人类基因组理论:问题与前景.医学与哲学，2010 [2] 龙艺.人类胚胎干细胞研究的伦理问题，遵义医学学院报，2002 [3] 郭继志，朱亚楠，葛慧芳.关于克隆人的社会伦理问题再思考，中国医学伦理学，2003 [4] 李子银，陈受宜.植物的功能——基因组学研究进展[J].遗传，2002