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科技探索之路 细胞工程的发展历程


1987年,美国科学基金会提出组织工程(Tissue Engineering)概念,目前,细胞疗法、组织修复和人造 组织器官已经成为当今生物与医学结合的热点领域。
1996年,英国利用成年动物体细胞克隆出绵羊“多莉”, 证明了高等动物体细胞的全能性,这是细胞工程历史上的 一个里程碑式的成果。之后,小鼠、牛、猪等均成功获得 了体细胞克隆动物后代。
动物方面的应用
(1)快速繁殖优良、濒危品种及新品种 (2)利用动殖物细胞培养生产活性产物、药品 (3)供医学器官修复或移植的组织工程 (4)转基因动物的生物反应器
这一切足以表明,细胞 工程技术已经进入了高速发 展的阶段,成为生物领域中 一颗十分耀眼的明珠。
近些年来,细胞工程 的许多技术已经渗入到我 们的日常生活和生产中。
2012年诺贝尔生理学或医学奖
2012年10月8日:英国发育 生物学家约翰·格登 (上)、日本京都大学山 中伸弥(下)因在细胞核 重新编程研究领域的杰出 贡献而获奖。
从最新报道看细胞工程
Howard Hughes Medical Institute, Laboratory of Mammalian Cell Biology and Development,
1959年,美籍华人科学家张明觉首次获得了第一 个体外受精动物——试管兔。
我国科学家童第周,在20世纪60年代初就开展了鱼 类的细胞核移植,并取得了一些具有国际影响的成 果。
1962年,凯普斯提克等成功地进行了仓鼠肾细胞 的悬浮培养,为动物细胞大规模培养技术的建立 提供了基础。 1965年,哈里斯和沃特金斯进一步证明灭活的 病毒在适当条件下可以诱导动物细胞融合。
动物细胞工程技术的发展历程
1885年,卢克斯发现鸡的神经细胞在生理盐水 中可以存活,并使用了“组织培养”一词。
1907年,美国生物学家哈里森从蝌蚪的脊索 中分离出神经组织,把它放在青蛙的凝固的 淋巴液中培养。蝌蚪神经组织存活了几周, 并且从神经细胞中长出了神经纤维,开创了 动物组织培养的先河。
1956—1959年,斯沃尔利用低温处理三棘刺鱼获得了 三倍体,并饲养至性成熟。
1970年,斯图尔德用悬浮培养的单个细 胞也培养出了可育的新植物,进一步证
明了细胞的全能性。
1972年,美国科学家卡尔森等人用NaNO3作为融 合诱导剂进行烟草原生质体融合,获得了世界 上第一个体细胞杂种植株。
1973年,古谷树里等通过培养人参细胞生产人参 皂苷,开创了植物活性物质生产的新途径。
20世纪70年代初,华裔加籍科学家高国楠发现聚 乙二醇可以促使植物原生质体融合,因此,植物 细胞融合技术初步建立。
1975年,科勒和米尔斯坦成功构建能分泌单克隆抗体 又能体外大量增殖的杂交瘤细胞,从而建立了小鼠淋 巴细胞杂交瘤技术。
1977年,英国采用胚胎工程技术成功培育出世界首例 试管婴儿。
1981年,埃文斯(M.J.Evans)和科夫曼(Kanfman) 成功地分离到小鼠胚胎干细胞。
1984年,丹麦科学家维拉德森成功利用胚胎细胞克隆 出一只绵羊,这是首次证实的通过核移植技术克隆的 哺乳动物。
受精卵
胚胎
幼儿
老人
基 因
通过对DNA分子人工 “剪 切”和“拼接”,对生物的
工 基因进行重新组合,然后导
程 入受体细胞使重组基因表达,
产生所需的基因产物。
通过某种工程学手段,在细胞整
细 体水平或细胞器水平上,按照人
胞 们的意愿来改变细胞内的遗传物
工 程
质或获得细胞产品的一门综合科 学技术。
应用的原理和方法
细胞生物学和
分子生物学
概念 研究的水平 细胞整体或细胞器水平

研究的目的
按意愿改变细胞的遗传 物质或获得细胞产品

细胞融合技术、细胞拆合技术、染
工 技术分类 色体导入技术、基因转移技术、胚

胎移植技术、细胞与组织培养技术
分类
植物细胞工程
动物细胞工程 理论基础 细胞的全能性
细胞融合
细胞培养
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单克隆抗体
我国首只克隆牛“康康”在山东出生
中国科学家首次用iPS细胞(诱导多功能 干细胞)克隆出完整的活体实验鼠“小小”, 从而首次证实iPS细胞与胚胎干细胞一样具 有全能性。
细胞工程技术的应用
植物方面的应用
(1)微繁殖技术的应用 (2)细胞大量培养与有用次生代谢产物生产 (3)单倍体技术的应用 (4)原生质体培养与体细胞杂交
从艺术作品看细胞工程
从诺贝尔奖看细胞工程
2010年诺贝尔生理学或医学奖
试管婴儿之父获诺贝尔奖 :2010年10月4日,2010年 诺贝尔生理学或医学奖授 予有“试管婴儿之父”之 称的英国生理学家罗伯特 ·爱德华兹。以表彰他在 体外受精技术领域做出的 开创性贡献。在他的主持 下,世界上首个试管婴儿 路易丝·布朗于1978年诞 生。
1998年,美国科学家成功分离建立了人的 胚胎干细胞系,极大地促进了干细胞研究 的形成。
多利的一生
姓名:多利 性别:雌 种族:哺乳纲、牛科、绵羊 生日:1996年7月5日 出生地:苏格兰 基因父亲:无 基因母亲:一只芬兰白绵羊 线粒体母亲:一只苏格兰黑脸羊 生育母亲:另一只苏格兰黑脸羊 进入社交圈时间:1997年2月23日 子女:生育6名,存活5名 死亡:2003年2月14日
动物细胞工程
胚胎移植
核移 植
组织培养 植物细胞工程 体细胞杂交
植物细胞工程技术的发展历程
1902年,德国科学家哈伯兰特提出了细 胞全能性的理论。
1937年,美国科学家怀特用烟草茎段形 成层作材料,在试管中培养出了烟草植 物。
1937年,荷兰植物学家温特(Went)发现B族维生 素和生长素对植物根的生长具有促进作用。
The Rockefeller University, New York, New York 10065, USA
1937—1938年,法国科学家高特里特和诺比考特 几乎同时离体培养了胡萝卜组织,并使细胞成功 增殖。因此,温特、高特里特和诺比考特一起成 为植物组织培养的奠基人。
1958年,美国科学家斯图尔德等利用胡 萝卜根的组织再次证明了植物细胞的全 能性。
1965年,沃索等在一定成分的培养基上, 由烟草的单细胞也得到了再生植物。
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