Клеточная инженерия эмбрионов

1. Лекция 7. Клеточная инженерия эмбрионов

Содержание:
1. Понятие и основные направления…………….
2. Клонирование………………………………………..
3. Соматическая гибридизация………………………..

2. 1 Понятие и основные направления

3.

Клеточная инженерия - раздел современной
биологии, изучающий процесс и последствия
переноса всего или значительной части
генетического материала от одной клетки к другой,
совокупность методов по реконструкции
зародышевых клеток.
хромосомная (перенос больших групп генов или
хромосом)
геномная (полный перенос генома)

4.

Основные направления:
Клонирование - получение генетически идентичных клеток или
организмов (клонов), развившихся в результате деления единственной
клетки-предшественника
Соматическая гибридизация - слияние зародышевых
клеток разных организмов

5. 2 Клонирование

6.

Клонирование
– получение генетически
идентичных клеток или организмов (клонов),
развившихся в результате деления единственной
клетки-предшественника.
(от греч. clon – отпрыск, ветвь)
Способностью к развитию в
специализированные клетки и целый организм
обладают стволовые клетки

7.

Монозиготные близнецы - пример природных клонов

8.

Организм – клон клеток

9.

Стволовые клетки – (stem cells)
недифференцированные клеточные
элементы, обладающие свойствами
самовозобновления и дифференцировки.

10.

Классификация стволовых клеток по их
дифференцировочному потенциалу
Тотипотентные клетки - способны формировать все
эмбриональные и экстра-эмбриональные типы клеток и
давть начало новому организму (только зигота и
бластомеры 2 – 8 клеточной стадии)
Плюрипотентные (полипотентные) клетки способны формировать все типы клеток эмбриона.
(эмбриональные стволовые клетки, первичные половые
клетки).
«Взрослые» стволовые клетки (adult stem cells) варьируют по способности к дифференцировке от
мульти- до унипотентных.

11.

Источники стволовых клеток
Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК)
- внутриклеточная масса раннего эмбриона
(бластоцисты).
Фетальный клеточный материал - клетки
зародыша на 9-12 неделе развития
Стволовые клетки взрослого
организма (гемопоэтические стволовые
клетки; клетки пуповинной крови, стволовые
клетки нервной ткани, стволовые клетки
кожи, стволовые клетки скелетной
мускулатуры, стволовые клетки миокарда,
мезенхимные стволовые клетки)

12.

Методы клонирования
Пересадка ядер соматических клеток в
энуклеированную яйцеклетку
Дисекция (деление) эмбрионов

13.

1. Пересадка изолированных ядер соматических
клеток в энуклеированную яйцеклетку
1892 г. – Август Вейсман: «… в ходе
развития и дифференциации клеток
гены утрачиваются».
1940-е гг. – первая пересадка ядер
бластоцист в энуклеированные
яйцеклетки тритона
Георгий Викторович
Лопашов

14.

1961 г. – Джон Гёрдон - пересадка ядер соматических
клеток в энуклеированную икру лягушки
Схема экспериментов Дж. Гёрдона
Xenopus laevis

15.

1996 г. - Ян Вилмут - рождение первого клонированного
ягненка (овечка Долли); Рослин, Шотландия
Долли – ягненок породы Финский дорсет,
рожденный от шотландской черномордой
овцематки

16.

Шотландская
черномордая
Схема клонирования Долли
Удаление гаплоидного ядра
Донор яйцеклетки
277 яйцеклеток
Слияние ядра и яйцеклетки
Донор ядер клеток молочной железы
2n
Финский
дорсет
Зигота с диплоидным ядром
(без оплодотворения)
Эмбрион

17.

Микрооперация по переносу ядра в яйцеклетку

18.

Технология:
• получение неоплодотворенных яйцеклеток;
• получение ядер соматических клеток (ЯСК);
• удаление гаплоидного ядра из яйцеклетки (ЭЯ);
• слияние диплоидного ЯСК с цитоплазмой
яйцеклетки;
• стимуляция дробления;
• культивирование эмбриона;
• пересадка реципиенту.

19.

Клонирование животных разных видов:
1996 — овечка Долли.
1997 — первая мышь
1998 — первая корова
1999 — первый козёл
2001 — первая кошка
2002 — первый кролик
2003 — первые бык, мул, олень.
2005 — первая собака (афганская борзая)
2006 — первый хорёк

20.

2. Дисекция эмбрионов – разделение эмбрионов
на части (половинки) проводится на 8-16- клеточных
эмбрионах
Технология:
• извлечение бластомеров из зоны пеллюцида;
• разделление клеточной массы на половинки;
• заключение половинок в подотовленные зоны
пеллюцида;
• культивирование эмбрионов, оценка
жизнеспособности;
• пересадка реципиентам.

21.

Схема дисекции эмбрионов

22.

Значение клонирования:
• размножение уникальных генотипов;
• повышение эффективности метода ТЭ,
увеличение выхода теля в 2 раза;
• источник ЭСК
Направление клонирования:
Репродуктивное – получение живых особей
Терапевтическое – получение стволовых
клеток для восстановления больных органов

23. 3 Соматическая гибридизация

24.

Соматическая гибридизация - слияние
зародышевых клеток разных организмов.
Организмы, полученные таким образом
называются аллофенными, или химерными
(генетические химеры)
Методы:
Агрегация морул (Тарковского-Минтц)
Инъекция бластомеров в бластоцисту
(Гарднера)

25.

Агрегация морул –
слияние разны морул в
единый эмбрион:
• получение морул от
доноров (5-6 дн);
• освобождение от ZP;
• агрегация клеток;
• заключение в ZP;
• пересадка реципиенту.

26.

Инъекция бластомеров в бластоцисту
Бла1
М2

27.

Получение животных методом соматической
гибридизации:
1974 г. – рождение химерной овцы
1980 г. – межвидовые химеры мыши и крысы
1984 г. – межвидовые химеры овцы и козы
1985 г. – межпородный гибрид крупного рогатого скота
(симментальская, голштинская, бурая немецкая,
швицкая)

28.

Химеры

29.

Конец