浅论动物克隆技术的发展及应用前景
姓名:李凯杰 学号:[1**********]1 专业:机械电子工程 学院:机械与车辆 学校:北京理工大学珠海学院 摘要：克隆就是指由一个细胞或个体以无性方式重复分裂或繁殖体所形成的一群个体，该技术在医药、生物学和农业等方面有着广泛的应用前程。对动物克隆的原理、应用和前景进行了论述。 关键词：克隆；应用；前景
所谓克隆就是指由一个细胞或个体以无性方式重复分裂或繁殖体所形成的一群个体。克隆动物即动物的无性繁殖。就是供体细胞核移入去核的卵母细胞中，使后者不经精子穿透等有性过程即可被激活、分裂并发育成个体，使得核供体的基因得到完全复制。诺贝尔奖获得者、德国胚胎学家1938年提出了动物克隆的最早设想。经过近百年的发展，动物克隆技术现已实现并取得了许多突破性的成果。本文就动物克隆的基本原理及应用前景作一简单的探讨。
一、动物克隆的原理
1、动物克隆的理论
动物克隆技术所依靠的理论基础是细胞潜在全能性。细胞所说的全能性是指细胞包含个体的全套遗传信息，在特定环境因素的调节下，可回到受精卵一样的状态，从头开始发育成一个完整的生物个体，只有具备全能性的动物组织细胞，才可用于克隆动物。
2、动物克隆的技术核心
目前动物克隧的技术的核心就是核移植，根据供体的来源不同，可以分为胚胎细胞克隆和体细胞克隆。
2.1胚胎细胞克隆
胚胎干细胞是从初期胚胎内细胞团和附植后原始生殖细胞分离出来的一种细胞，它具有全能性或多能性，可以发育为任何一种组织或器官的前体细胞，再由该前体细胞发育成功能细胞。胚胎干细胞同正常的体细胞一样可以在体外进行增殖、克隆、冷冻、保存而保持不分化。这样就可以为人们提供大量的可利用的胚胎干细胞。1980年，Willadsen将从绵羊八细胞胚胎中分出的胚胎细胞，移入已经去核的同种绵羊卵细胞中，经培养获得胚胎，再将胚胎植入代理母羊子宫中，首次获得了胚胎细胞克隆羊。现在人们能将胚胎干细胞体外培殖传40—60代而不分化，而这样大量的细胞就为我们利用它奠定了基础。胚胎干细胞具有可操作性。在机体外人们可以对其从事遗传操作选择，如转基因、基因打靶、配合基因诱捕等一系列技术，再结合核移植技术，生产出入们所希望的动物。
2.2体细胞克隆
对于体细胞克隆来说，在细胞分化过程中，细胞核全能性的潜能受到限制。虽然细胞核内的DNA序列没有改变，但基因在特定的细胞内所表达的蛋白质成分有限。这主要是因为染色体组织改变和稳定阻遏核蛋白
复合体阻遏以及相应转录激活的缘故。因此有效的核移植供体核必须像正常受精卵细胞核一样进行细胞周期活动，才能发育成新个体，那么作为受体的细胞质就要求必须有再程序化供体核的能力。对于启动供体核的再程序化过程中，ca2+起到了至关重要的作用，细胞周期调节因子（如MPF）也有着重要作用。除此一些无机离子、DNA的甲基化以及核质互作都会影响到细胞全能性的发挥。
二、动物克隆的应用
动物克隆的应用前景是广泛的，有着多方面的应用。
1、 在畜牧养殖业上，它的主要用途是动物种质资源的保存
众所周知我国有种类繁多的野生和家养动物资源，国家花了不少钱进行保护，但效果不好，如果体细胞克隆动物的技术比较完善就可通过体细胞核移植来再现物种。动物克隆还是优良稳定的选育遗传种畜的理想手段。例如在动物杂种优势选用方面，与传统方法相比，哺乳动物无性繁殖技术具有明显的优点，特别是费时少，而且选育的种畜性状稳定。又如在转基因哺乳动物乳汁中分离出含有活性药物蛋白的实验，在国内外已有成功的先例。英国某研究所和一公司联合培育出一头乳汁中含有治疗血友病的药物蛋白的转基因羊，这头转基因羊被一家公司以50万英磅的价钱买走；上海与复旦大学医学遗传研究所作也培育出乳汁中有活性的治疗血友病人的凝血因子LX蛋白的转基因羊。克隆技术如果成熟并与动物转基因技术相结合，就可以大量培育这种乳汁中含有药物蛋白的“动物药厂”，既可以使更多的患者摆脱疾病的折磨，又可为研究单位创造巨大的商业价值。
2、动物克隆在挽救保存濒危物种方面的应用
在生物多样性保护方面，克隆技术有着广泛的应用。对某些濒危物种来说，克隆技术虽然不能使基因增多，但可培育出更为优良的个体，为保护这种物种开避一条有效的途径。从1998年暑期开始至今，中科院动物研究所的一个研究小组利用大熊猫的体细胞进行克隆试验，他们采用比英国克隆羊和日本克隆牛难度更大的异种克隆技术，即将大熊猫的体细胞核移植到兔子去核卵中，目前已获得了融合胚胎，不久将来就会有克隆大熊猫诞生。
2、 在医学上动物克隆技术也有广泛的应用
动物克隆可以培植出人的乳房、耳朵、软骨、肝脏、皮肤，甚至心脏、动脉等组织和器官，供医院临床应用，这样既避免了目前普遍存在的移植器官短缺的难题，同时也解决了异体器官移植可能出现的排异反应。比如可以对猪的基因进行改造“诱骗”人体免疫系统放过器官，培育一头带有人基因的猪再进行克隆，把猪的器官移植给人（大小与人相当），医疗界便可得到充分的器官。此外，在大量培育供给人类更好的食品等方面动物克隆也显示了诱人的前景。
三、克隆技术的发展前景---转基因和克隆技术的结合
家畜基因改良培养高产低耗优质抗逆新品种（系）是转基因动物研究的重要应用。如果对转基因动物进行时空四维考察体系，可以研究基因功能和发育调控等基础生物学问题；也可籍此用作入兽疾病的实验模型，研究医学和兽医学问题；把转基因动物改变成为医用器官移植的供体，可取代人体器官的直接移植；把转基因动物改造成为活体发酵罐，可使动物象工厂一样根据工程设计的要求，生产预期的蛋白药物等高附加值的物质。但是，虽然对转基因整合、调控的规律有了基本的了解，但转基因动物制作效率低、定点整合困难所导致的转基因动物制作成本高和调控失灵，是制约当今转基因动物实用化进程的主要原因。
当下以核移植为技术核心的动物克隆研究已历经半个多世纪，至1997年，以“多莉羊”的诞生为标志，确认了哺乳动物体细胞在一定的条件下能展示其遗传全能性，获得了发育生物学上的理论突破和生物工程领域的技术突破。动物克隆技术虽不能进行种质创新，但为种质创新效果的迅速放大提供了技术可能。 因此，依据目前的生命科学和生物技术的发展现状和趋势，动物转基因技术和动物克隆技术的有机结合既有迫切性又有必然性。而且，这种组合不仅仅是简单的技术叠加，而是技术的重组、综合和优化，从而可望实现技术结合效应的膨胀。如体细胞动物克隆技术的成立，可以突破转基因动物制作的传统，大大降低转基因动物制作的技术难度和投入成本。
可见转基因克隆动物技术可说是转基因动物技术与克隆动物技术的有机结合，它是以动物体细胞（包括动物成体体细胞、胎儿成纤维细胞等）为受体，将目的基因以DNA转染的方式引入能进行传代培养的动物体细胞，再以这些体细胞为核供体，进行动物克隆。转基因克隆动物技术的应用，使基因转移效率大为提高，转基因动物后代数迅速扩增；应需动物数大幅度减少，比显微注射法所需动物数减少3倍（绵羊）；同时，结合胚胎性别鉴定技术可生产出所期望性别的转基因动物。转基因克隆动物技术在畜牧产业上的应用前景也相当诱人，即通过转染的方法先将目标基因导入家畜体细胞，再利用克隆技术使携带目标基因的家畜迅速扩群。据此，笔者认为，转基因克隆动物的研究将成为下一世纪国际范围内的生物工程领域的竞争热点。 参考文献：
1、康峰，贾清，动物克隆机理及潜在问题[J].当代畜牧，2005（6）
2、张文华，朱红英，黄祥辉，克隆和动物克隆[J].动物学杂志，2006（3）
3、李宁，李青，生物医药中的转基因动物研究与开发[J].高技术通信，2000（11）
4、曹宏楷，动物克隆技术研究进展[J]，江西畜牧兽医杂志，2005（4）
浅论动物克隆技术的发展及应用前景
姓名:李凯杰 学号:[1**********]1 专业:机械电子工程 学院:机械与车辆 学校:北京理工大学珠海学院 摘要：克隆就是指由一个细胞或个体以无性方式重复分裂或繁殖体所形成的一群个体，该技术在医药、生物学和农业等方面有着广泛的应用前程。对动物克隆的原理、应用和前景进行了论述。 关键词：克隆；应用；前景
所谓克隆就是指由一个细胞或个体以无性方式重复分裂或繁殖体所形成的一群个体。克隆动物即动物的无性繁殖。就是供体细胞核移入去核的卵母细胞中，使后者不经精子穿透等有性过程即可被激活、分裂并发育成个体，使得核供体的基因得到完全复制。诺贝尔奖获得者、德国胚胎学家1938年提出了动物克隆的最早设想。经过近百年的发展，动物克隆技术现已实现并取得了许多突破性的成果。本文就动物克隆的基本原理及应用前景作一简单的探讨。
一、动物克隆的原理
1、动物克隆的理论
动物克隆技术所依靠的理论基础是细胞潜在全能性。细胞所说的全能性是指细胞包含个体的全套遗传信息，在特定环境因素的调节下，可回到受精卵一样的状态，从头开始发育成一个完整的生物个体，只有具备全能性的动物组织细胞，才可用于克隆动物。
2、动物克隆的技术核心
目前动物克隧的技术的核心就是核移植，根据供体的来源不同，可以分为胚胎细胞克隆和体细胞克隆。
2.1胚胎细胞克隆
胚胎干细胞是从初期胚胎内细胞团和附植后原始生殖细胞分离出来的一种细胞，它具有全能性或多能性，可以发育为任何一种组织或器官的前体细胞，再由该前体细胞发育成功能细胞。胚胎干细胞同正常的体细胞一样可以在体外进行增殖、克隆、冷冻、保存而保持不分化。这样就可以为人们提供大量的可利用的胚胎干细胞。1980年，Willadsen将从绵羊八细胞胚胎中分出的胚胎细胞，移入已经去核的同种绵羊卵细胞中，经培养获得胚胎，再将胚胎植入代理母羊子宫中，首次获得了胚胎细胞克隆羊。现在人们能将胚胎干细胞体外培殖传40—60代而不分化，而这样大量的细胞就为我们利用它奠定了基础。胚胎干细胞具有可操作性。在机体外人们可以对其从事遗传操作选择，如转基因、基因打靶、配合基因诱捕等一系列技术，再结合核移植技术，生产出入们所希望的动物。
2.2体细胞克隆
对于体细胞克隆来说，在细胞分化过程中，细胞核全能性的潜能受到限制。虽然细胞核内的DNA序列没有改变，但基因在特定的细胞内所表达的蛋白质成分有限。这主要是因为染色体组织改变和稳定阻遏核蛋白
复合体阻遏以及相应转录激活的缘故。因此有效的核移植供体核必须像正常受精卵细胞核一样进行细胞周期活动，才能发育成新个体，那么作为受体的细胞质就要求必须有再程序化供体核的能力。对于启动供体核的再程序化过程中，ca2+起到了至关重要的作用，细胞周期调节因子（如MPF）也有着重要作用。除此一些无机离子、DNA的甲基化以及核质互作都会影响到细胞全能性的发挥。
二、动物克隆的应用
动物克隆的应用前景是广泛的，有着多方面的应用。
1、 在畜牧养殖业上，它的主要用途是动物种质资源的保存
众所周知我国有种类繁多的野生和家养动物资源，国家花了不少钱进行保护，但效果不好，如果体细胞克隆动物的技术比较完善就可通过体细胞核移植来再现物种。动物克隆还是优良稳定的选育遗传种畜的理想手段。例如在动物杂种优势选用方面，与传统方法相比，哺乳动物无性繁殖技术具有明显的优点，特别是费时少，而且选育的种畜性状稳定。又如在转基因哺乳动物乳汁中分离出含有活性药物蛋白的实验，在国内外已有成功的先例。英国某研究所和一公司联合培育出一头乳汁中含有治疗血友病的药物蛋白的转基因羊，这头转基因羊被一家公司以50万英磅的价钱买走；上海与复旦大学医学遗传研究所作也培育出乳汁中有活性的治疗血友病人的凝血因子LX蛋白的转基因羊。克隆技术如果成熟并与动物转基因技术相结合，就可以大量培育这种乳汁中含有药物蛋白的“动物药厂”，既可以使更多的患者摆脱疾病的折磨，又可为研究单位创造巨大的商业价值。
2、动物克隆在挽救保存濒危物种方面的应用
在生物多样性保护方面，克隆技术有着广泛的应用。对某些濒危物种来说，克隆技术虽然不能使基因增多，但可培育出更为优良的个体，为保护这种物种开避一条有效的途径。从1998年暑期开始至今，中科院动物研究所的一个研究小组利用大熊猫的体细胞进行克隆试验，他们采用比英国克隆羊和日本克隆牛难度更大的异种克隆技术，即将大熊猫的体细胞核移植到兔子去核卵中，目前已获得了融合胚胎，不久将来就会有克隆大熊猫诞生。
2、 在医学上动物克隆技术也有广泛的应用
动物克隆可以培植出人的乳房、耳朵、软骨、肝脏、皮肤，甚至心脏、动脉等组织和器官，供医院临床应用，这样既避免了目前普遍存在的移植器官短缺的难题，同时也解决了异体器官移植可能出现的排异反应。比如可以对猪的基因进行改造“诱骗”人体免疫系统放过器官，培育一头带有人基因的猪再进行克隆，把猪的器官移植给人（大小与人相当），医疗界便可得到充分的器官。此外，在大量培育供给人类更好的食品等方面动物克隆也显示了诱人的前景。
三、克隆技术的发展前景---转基因和克隆技术的结合
家畜基因改良培养高产低耗优质抗逆新品种（系）是转基因动物研究的重要应用。如果对转基因动物进行时空四维考察体系，可以研究基因功能和发育调控等基础生物学问题；也可籍此用作入兽疾病的实验模型，研究医学和兽医学问题；把转基因动物改变成为医用器官移植的供体，可取代人体器官的直接移植；把转基因动物改造成为活体发酵罐，可使动物象工厂一样根据工程设计的要求，生产预期的蛋白药物等高附加值的物质。但是，虽然对转基因整合、调控的规律有了基本的了解，但转基因动物制作效率低、定点整合困难所导致的转基因动物制作成本高和调控失灵，是制约当今转基因动物实用化进程的主要原因。
当下以核移植为技术核心的动物克隆研究已历经半个多世纪，至1997年，以“多莉羊”的诞生为标志，确认了哺乳动物体细胞在一定的条件下能展示其遗传全能性，获得了发育生物学上的理论突破和生物工程领域的技术突破。动物克隆技术虽不能进行种质创新，但为种质创新效果的迅速放大提供了技术可能。 因此，依据目前的生命科学和生物技术的发展现状和趋势，动物转基因技术和动物克隆技术的有机结合既有迫切性又有必然性。而且，这种组合不仅仅是简单的技术叠加，而是技术的重组、综合和优化，从而可望实现技术结合效应的膨胀。如体细胞动物克隆技术的成立，可以突破转基因动物制作的传统，大大降低转基因动物制作的技术难度和投入成本。
可见转基因克隆动物技术可说是转基因动物技术与克隆动物技术的有机结合，它是以动物体细胞（包括动物成体体细胞、胎儿成纤维细胞等）为受体，将目的基因以DNA转染的方式引入能进行传代培养的动物体细胞，再以这些体细胞为核供体，进行动物克隆。转基因克隆动物技术的应用，使基因转移效率大为提高，转基因动物后代数迅速扩增；应需动物数大幅度减少，比显微注射法所需动物数减少3倍（绵羊）；同时，结合胚胎性别鉴定技术可生产出所期望性别的转基因动物。转基因克隆动物技术在畜牧产业上的应用前景也相当诱人，即通过转染的方法先将目标基因导入家畜体细胞，再利用克隆技术使携带目标基因的家畜迅速扩群。据此，笔者认为，转基因克隆动物的研究将成为下一世纪国际范围内的生物工程领域的竞争热点。 参考文献：
1、康峰，贾清，动物克隆机理及潜在问题[J].当代畜牧，2005（6）
2、张文华，朱红英，黄祥辉，克隆和动物克隆[J].动物学杂志，2006（3）
3、李宁，李青，生物医药中的转基因动物研究与开发[J].高技术通信，2000（11）
4、曹宏楷，动物克隆技术研究进展[J]，江西畜牧兽医杂志，2005（4）