导图社区 动物的人工繁殖
利用细胞工程学进行动物的人工繁殖,主要包括试管动物(包含试管婴儿)和核移植动物的详细内容,分享给大家。
编辑于2022-04-19 18:59:42生物分离与纯化技术 第二章 预处理及固液分离,主要包含发酵液预处理和细胞破碎两部分内容,介绍了发酵液预处理的方式和作用,以及细胞破碎的方式、原理、特点等等。
生物氧化(BiologicalOxidation)——物质在生物体内进行氧化称生物氧化,主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量,最终生成CO₂和H₂O的过程。 此过程需耗氧、排出CO₂,又在活细胞内进行,故又称细胞呼吸 (cellular respiration)。
此篇导图是一个关于损伤修复的思维导图,其中含有损伤修复的概述,再生的作用及其过程,纤维性修复的作用以及创伤愈合的功能
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生物分离与纯化技术 第二章 预处理及固液分离,主要包含发酵液预处理和细胞破碎两部分内容,介绍了发酵液预处理的方式和作用,以及细胞破碎的方式、原理、特点等等。
生物氧化(BiologicalOxidation)——物质在生物体内进行氧化称生物氧化,主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量,最终生成CO₂和H₂O的过程。 此过程需耗氧、排出CO₂,又在活细胞内进行,故又称细胞呼吸 (cellular respiration)。
此篇导图是一个关于损伤修复的思维导图,其中含有损伤修复的概述,再生的作用及其过程,纤维性修复的作用以及创伤愈合的功能
动物的人工繁殖
体外受精动物
体外受精:指将哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境下完成受精的过程的技术
体外受精培养动物:也叫试管动物(test tube animal),精卵体外受精后培养至一定阶段,通过胚胎移植移入受体完成发育出生的动物
流程
精子获能
精子的采集:上游采集法,在精液上面加入少量培养液,有活力的精子会游到表面,收集精子
精子的体外获能:是指精子获得穿透卵细胞透明带的能力的过程
精子的顶体反应:遇到卵子是,精子的顶替脱落,释放顶体酶。 精子顶体外膜与卵细胞相贴时发生多点融合而破裂,继而出现小孔,释放顶体酶,是卵细胞膜周围的卵丘细胞分散并去除放射冠,分解透明带
精液中含有去能因子(多为糖蛋白)附着在精子表面抑制顶体酶活性,清除去能因子后精子获得受精能力,在体内,主要依靠宫颈、子宫、输卵管液中的β淀粉酶、胰蛋白酶、β葡糖苷酶及唾液酸酶,水解去能因子
体外获能
最初使用同种或者异种雌性生殖道孵育获能,用子宫液、卵泡液、子宫内膜提取液或者血清等在体外培育获能
目前多使用成分明且的化学获能培养液。常用肝素和钙离子载体A23187溶液
雌激素、孕酮、催乳素、前列腺素、肽类生长因子和表皮生长因子、受精促进肽、白细胞介素等对精子获能也有影响
卵子的采集及成熟培养
卵子的采集
1、超数排卵:雌性动物用促卵泡素和促黄体素处理后,从输卵管中冲取成熟卵子,可以直接与获能精子受精
2、活体卵巢中采集卵细胞:超声波探测仪和内窥镜直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞
卵母细胞体外培养
家畜卵母细胞成熟培养液普遍采用TCM199培养基,添加孕牛血清、促性腺激素、雌激素和抗生素。
培养方法:微滴培养法;体积50~200微升,一个微滴10~40个卵母细胞。CO2培养箱培养(39℃、100%湿度、5%CO2)
成熟标志:极体排出、透明带软化、卵丘细胞层扩散。靠近卵母细胞周围的卵丘细胞呈放射状,光镜观察核相可见MⅡ中期细胞
试管动物的体外受精
共同培养:成熟卵母细胞和获能的精子共同体培养一段时间完成体外受精,最终雄原核雌原核合二为一,完成受精过程
受精过程采用的培养液与动物培养液类似,需要添加特殊物质:升上限速、亚牛磺酸、肝素等,有助于精子穿卵和促使原核的形成
辅助受精技术:人为的方法使精子和卵子完成受精过程,也叫显微受精
透明带修饰法:物理或化学对透明带打孔后精卵共同培养 易造成多精入卵
透明带下注射法:3~5个精子注射进透明带下的卵间隙 也存在多精受精的问题
卵浆内精子注射法:用显微注射器将单个精子直接注射进入路只能细胞质,可以避免多精受精,但无法筛选精子质量
胚胎培养
培养到桑椹胚或囊胚期才可以移植、通常最适合移植的时期为8~16细胞期
培养液常用TCM199、B2、F10
发育阻滞的问题:早期胚胎体外培养,往往会停止在某一阶段不在发育
胚胎移植
将受精卵或早期胚胎移植到与供体同时发情排卵、但是未经配种的受体的输卵管或子宫
手术法
非手术法
体内发育、出生
胚胎移植后需要补充黄体酮
14天后验尿或者抽血确定是否妊娠(检测hCG)
优点
发挥优良母畜的繁殖潜力
促进家畜改良的速度
保存遗传资源(建立胚胎库)
缺点
囊胚发育率低,细胞数少,还有发育阻滞现象
产犊率低,胎儿初重高
性别控制
Y染色体上有Y染色体性别决定区基因(Sex determining Y gene,SRY)决定人的性别,激发下游的MLS的转录,引起缪氏体抑制和睾酮分泌,形成雄性组织;抑制或对抗DSS基因产物,抑制卵巢发育
XX缺少SRY,染色体上的DSS位点基因转录促进卵巢发育,形成雌性
控制途径
精子性别选择
离心分离法:X精子密度较Y精子大
电泳分离法:Y精子负电荷略小于X精子,在中性缓冲液中X精子向阳极移动快
流式细胞仪分离法:荧光染料Hoechst33342,定向与DNA结合,X精子DNA较多,X精子放出的荧光较多
免疫学分析法:Y精子上存在雄性特异性组织相容性抗原(H-Y抗原),利用H-Y抗体检测精子质膜上是否存在H-Y抗原,一次分离X精子和Y精子
另外,还有免疫亲和柱层析法和免疫磁珠法,主要用于小规模研究
胚胎移植前性别控制
细胞生物学方法:通过鉴别胚胎的性染色体是X还是Y来鉴别胚胎的性别
分子生物学方法:根据Y染色体上面的SRY基因的有无进行鉴别,可以采用PCR或FISH等分子方法进行确定性别
免疫学方法
试管婴儿
将精子和卵子取出在体外受精,培养发育成早期胚胎,在植入母体子宫内发育出生的婴儿
体外受精-联合胚胎移植技术
第一代试管婴儿
第二代试管婴儿
第三代试管婴儿
核移植动物
细胞核移植是一种利用显微操作技术将一种动物的自保和移入同种或者异种动物的去核成熟卵细胞内的技术。主要包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植
细胞核移植动物:用特定发育阶段的核供体和相应的核受体体外构建重组胚胎,通过胚胎移植达到受体,发育出生的动物(克隆动物)
体细胞克隆
将动物体细胞经过抑制培养使其处于休眠状态,利用细胞核移植技术,将其导入去核卵母细胞,培育成早期胚胎一如受体,妊娠产仔培育出和核供体一样的成体动物的一种细胞工程技术
理论价值:高度分化的体细胞具有全能性
实践意义:抢救珍稀、濒危动物;可以用患者本人的细胞培育出新组织
体细胞克隆动物
核供体细胞的获得与取核
常为原代细胞或传代细胞。分离制备单个细胞,体外培养得到正常二倍体体细胞系,然后进行1~5天的缺血借呗杨,诱导细胞处于静止状态(一般G0/G1期)
细胞松弛素B诱发细胞排核或者显微镜操作取核得到细胞核
受体细胞的去核
微细玻璃管吸除第一极体和处于分裂中期的染色体周围的部分细胞质
荧光染料Hoechst33342对卵细胞DNA结合后,用紫外线定点照着使核功能丧失
荧光染料Hoechst33342对卵细胞DNA结合后,紫外观察下去核可以提高去核成功率
细胞核移植、激活
胞质内注射和透明带下注射
重组胚胎的激活
电激活:瞬时电流脉冲刺激
化学激活:乙醇、SrCl2、放线菌酮、离子霉素
重组胚的培养与移植
体内培养:移入同种或异种动物的输卵管中发育至囊胚或桑椹胚,进行胚胎移植
体外培养:在特定培养液中培养至囊胚,选择同期发情处理的受体继续发育
核移植后代的鉴定
形态、性别、分子生物学鉴定