自1996年世界上第一只体细胞克隆羊多莉诞生以来,人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜,但体细胞克隆灵长类动物一直没有取得进展,究其原因主要是灵长类动物的卵细胞极为敏感,极轻微挤压都可能导致异常分裂,且细胞核移植到去核卵细胞后不能完全恢复到分化前的功能状态,导致胚胎发育率低。2017年,我国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧”成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,该成果一经公布轰动了全世界。下图所示为克隆猴的培育过程。
(1)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因 。
(2)我国科学家经过多年的反复试验,可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,操作迅速使卵细胞受损极小,在技巧上保证了实验的成功。实际操作中,去核是指去除 ;去核前应保证采集的卵母细胞在体外培养至 期;核移植的具体操作是 ,从而得到重构胚;核移植前需用灭活的病毒对体细胞进行短暂处理,作用是 。
(3)“聪明的化学方法”也是保证实验成功的条件。我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率。Kdm4d和TSA的作用机理是 ,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列 (填“会”或“不会”)发生改变。
(4)除操作技巧和化学方法的运用外,克隆猴的成功也得益于每一步严谨科学的实验操作。体外培养重构胚时,培养液中除应含有细胞所需要的各种营养物质外,通常需要加入 等一些天然成分,将其置于含有 混合气体的CO2培养箱中培养。胚胎移植前还需对代孕母猴进行 处理,以保证胚胎能够继续发育。
(5)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物,这样的实验动物用于医学研究的好处是 。与克隆小鼠相比,克隆猴更有利于对人类疾病的致病机制进行研究,原因是 。
【答案】P66 注意图中应该是[组蛋白脱乙酰酶抑制剂]
(1)体细胞分化程度高,表现全能性困难
(2)纺锤体一染色体复合物 MII 将体细胞注入去核的卵母细胞 诱导细胞融合
(3)降低组蛋白的甲基化水平,提高组蛋白的乙酰化水平 不会
(4)血清 95%空气和5%CO2 同期发情
(5)实验组和对照组的比较更具有说服力 猴与人的亲缘关系更近,可最大限度排除由基因差异造成的结构和机理方面的不同