多基因遗传克隆基因组干细胞.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,AA,aa,一、质量性状(qualitative trait)和,数量性状(quantitative trait),120 cm 165 cm,aa AA或Aa,垂体性侏儒和正常人的身高,单基因遗传,130 140 150 160 170 180 190 200,身高(cm),80,70,60,50,40,30,20,10,变异数,多基因遗传,三、多基因遗传的特点,数 量 性 状,亲代 极高个体 极矮个体,AABB,AABB,子1代 中等身高 AABB,子2代,AB,AB,AB,AB,AB,AABB,AABB,AABB,AABB,AB,AABB,AABB,AABB,AABB,AB,AABB,AABB,AABB,AABB,AB,AABB,AABB,AABB,AABB,AABB,AA,BB,AA,BB,AABB,AAB,B,AA,B,B,A,A,BB,A,ABB,A,A,B,B,数 量 性 状,亲代 极高个体 极矮个体,AABBCC AABBCC,子1代 中等身高,AABBCC,子2代,总计,0 1 2 3 4 5 6,1 6 15 20 15 6 1,20,15,15,6,6,1,1,0 1 2 3 4 5 6,高,矮,1、两个极端变异(纯种)的个体杂交,2、两个中间类型的子1代个体之间杂交,3子一代随机杂交的群体,4、环境因素,四、多基因遗传病,1、发病率：1%-10%,2、易感性、易患性和阈值,易患性（liability）,：由遗传基础和环境因素的共同作用，决定了一个个体是否易于患病。,发病阈值（threshold）,：使某个个体患病的易患性的最低界限值。,易感性（susceptibility）,：由多基因遗传基础决定某种疾病发病风险的高低。,阈值(threshold),低 高,易患性,60,50,40,30,20,10,变异数,平均值,三、遗传度,在多基因遗传病中，易患性的高低受遗传基础和环境因素的双重影响，其中遗传基础所起作用的大小称为,遗传度或遗传率,（heritability）。一般用百分率（%）来表示。,h,2,=b/r,b,XgXr,a,g,b,Pc(XcXr),a,c,b,XgXr,a,g,b,3.0901.838,3.367,0.372,h,2,b,r,h,2,0.372,1/2,0.744,四、多基因遗传病发病风险,1、多基因遗传病在一级亲属中的发病率明显低于单基因遗传病。,Edward公式 f=P,1/2,0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 4 6 8 10,一般群体发病率(%),40,20,10,8,6,4,2,1,0.8,0.6,0.4,0.2,患者一级亲属发病率,(%),100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,四、多基因遗传病发病风险,2、发病有家族聚集倾向,1、多基因遗传病在一级亲属中的发病率明显低于单基因遗传病。,Edward公式 f=P,1/2,3、患病人数越多，发病风险越大,5、性别差异与发病风险,4、患者病情越重，再发风险越大,第十一章 克隆与医学,第一节、克隆的概念及发展史,第二节、克隆技术研究意义与问题,第三节、动物克隆技术的应用前景,Ian Wilmut:Dolly,绵羊、猴子和牛等动物没有人工操作是不能进行无性繁殖的。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。,第一节 克隆的概念及发展史,究竟什么叫做“克隆”？,克隆(Clone),：指生物体通过细胞进行无性繁殖所形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。,“克隆”一词于1903年被引入园艺学，以后逐渐应用于植物学、动物学和医学等方面。但克隆与无性繁殖是不同的。无性繁殖是指不经过雌雄两性生殖细胞的结合、只由一个生物体产生后代的生殖方式。,细胞全能性,克隆,个体克隆,组织器官克隆,细胞克隆,分子克隆,繁殖性克隆,治疗性克隆,体细胞克隆,1938年,汉斯斯皮曼建议用成年的细胞核植入卵子的办法进行哺乳动物克隆,（,提出设想,）,1962年,约翰格登宣布他用一个成年细胞克隆出一只,蝌蚪,（爪蟾）,，从而引发了关于克隆的第一轮辩论,1984年,斯蒂恩威拉德森用,胚胎细胞,克隆出一只羊。这是第一例得到证实的克隆哺乳动物,1997年,第一个用成年哺乳动物,细胞,克隆出的个体-克隆羊多,利,出世了,2000年,美国科学家用无性繁殖技术成功地克隆出一只猴子泰特拉，这意味着克隆人本身已没有技术障碍,2001年,美、意科学家联手展开克隆人的工作,世界克隆史,多莉（Dolly）的产生,芬兰多塞特母绵羊：乳腺上皮细胞,苏格兰黑面母绵羊：卵细胞,中国克隆动物研究史,60年代，生物学家童第周对蝾螈、金鱼、鲫鱼进行细胞核移植。,1990年5月，西北农业大学畜牧所克隆一只山羊。,1992年，江苏农科院克隆一只兔子。,1993年，中科院发育生物学所与扬州大学农学院合作，克隆一只山羊。,1995年7月，华南师范大学与广西农业大学合作，克隆一头奶牛、黄牛杂种牛。,1995年10月，西北农业大学畜牧所克隆6头猪。,1996年12月，湖南医科大学人类生殖工程研究室克隆6只老鼠。中国农科院畜牧所克隆一头公牛犊。,1999年6月，中国科学院动物研究所研究员陈大元率领的研究小组，通过将大熊猫体细胞植入去核后的兔子卵细胞中，成功地培育出了大熊猫的早期胚胎。同年10月，中科院动物研究所和福州大熊猫研究中心合作首次培植成功异种克隆大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫研究再次走到世界前列。,2000年5月，我国科技人员利用胚胎克隆出两只小白兔。,2000年6月，西北农林科技大学生物工程研究所培育出世界上第一例成年体细胞克隆山羊,动物克隆的研究意义,用于生物学和医学研究的实验动物,改良动物品种,治疗人类疾病,保护濒危动物,治疗性克隆,克隆人的问题？！,克隆人在这个世界进入新世纪之后似乎正款款向人类走来,意美权威科学家相继宣布携手共同展开克隆人的研究，英国政府也解除了克隆人类最初级胚胎的禁令，从而打开了一个神秘的克隆人的禁区。那么，你赞成克隆人技术吗？,正方：Yes!,反方：No!,克隆人？,希特勒能够复活吗？,生态学的观点：,表现型=基因型+环境,-克隆人并不可怕,.医学伦理学,.实验操作技术,数据：将434个体细胞的核移植至434个去核卵中，产生的融合细胞为277个，成功率为63.8%；移植至输卵管成功者247个成功率为89.2%；在输卵管能够发育到桑椹期胚胎阶段者29个，成功率为11.7%；将29个桑椹期胚胎移植至13只代理羊子宫中获得成功者1个，妊娠率7.7%。因此，总的成功率为1:434，即用434个含体细胞核的卵移植入去核卵内，经过种种阶段，最后只产生出一只克隆羊，即“多利”。,1.克隆人对人口遗传多样性会产生消极影响。这种担心尚缺乏根据，除非大规模应用，不会对世界人口的遗传多样性产生明显影响。,2.违背人的尊严，不利于保护人类遗传物质的安全。因为人是最高等生物，人类要制造出貌同自身，而又列在人之外的可供人随意奴役的克隆人，显然甚失人的尊严。人类经过进化，已脱离动物界，组成人类社会，人类的遗传物质是全人类的共同遗产，人类有责任保护其安全，不容许任意修饰基因组。,3.人性、人格和家庭观念将会受到冲击，是对人的个性、不确定性和相互联系性的严重挑战。,4.克隆人将被视为物件，可随意宰割利用，人类将会受到“人工克隆人工具化”(instrumentalization through artificial human cloning)的威胁。,5.会给优生学(人种改良学)开方便之门，怂恿一些人去操纵另一些人，败坏人的重要社会价值。这在近代史上曾有惨痛教训。,人类基因组计划,（human genomics),（human genome project,HGP）,基因组学,基因组（genome）生殖细胞含1套基因组 1套来自父本生殖细胞,体细胞含 2套基因组 1套来自母本生殖细胞,完整的人类基因组包含：,1-22号常染色体,核基因组,X和Y染色体,线粒体基因组,人类基因组计划,人类基因组计划的三个主要目标图示,“鸟枪法”测序路线：即直接将基因组DNA分割成20kb左右的小片段进行随机测序，再用超级计算机组装成重叠线。所形成的序列图称celera序列。,GTCC,GATCGGTTCATGCC TCGGTTCATGCCAATGCC,GTCC,基因图（gene map）,即在序列图基础上，用不同的方法测定各个基因所在区域位置。,A,B,C,后基因组计划（past-genome project，PGP）,人类基因组多样性计划,环境基因组学,功能基因组学,（蛋白组学）,疾病基因组学比较基因组学,药物基因组学生物信息学,基因表达图：三维转录图。,不同时间,不同基因,不同表达水平,不同发育期,不同组织,不同表达水平,同一组织,同一基因,功能基因组学,Gene Bank：美国国家生物技术信息中心（NCBI）,EMBL：美国欧洲生物学信息研究所（EBI）,DDBL：日本信息生物学中心（CIB）,生物信息学已改变了基础生命科学研究的运作方式，极大地提高了工作效率。,基因组的伦理、法律和社会问题,专利,基因组信息的公开,干细胞,人工干细胞,