1.1.1 学习内容
1)动植物细胞与组织培养
细胞培养和组织培养都属于体外培养,是指从生物体内取出细胞或组织,模拟体内的生理环境,在无菌、适温和丰富的营养条件下,使离体细胞或组织生存、生长并维持结构和功能的技术。细胞与组织培养技术是细胞工程技术的最基本的技术,其他的细胞工程技术都离不开细胞或组织培养,近年来发展起来的组织工程和生物反应器就是在细胞与组织培养技术上直接发展起来的。
2)细胞融合
细胞融合又称为细胞杂交,是在自发或人工诱导下,两个或两个以上不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。细胞融合范围广,可作为一种重要手段广泛应用于细胞、遗传、免疫、药物和新品种培育的研究中,如利用细胞融合技术发展起来的第三代抗体技术——单克隆抗体技术,已成功地应用到生命科学基础研究和药物生产等领域,创造了可观的经济和社会效益,促进了生命科学的发展。
3)细胞核移植
细胞核移植,就是利用显微操作技术,将细胞核与细胞质分离,然后再将不同来源的细胞核和细胞质进行重组,形成杂合细胞。细胞核移植技术主要是用来研究胚胎发育过程中细胞核和细胞质的功能,以及两者间的相互关系,并探讨有关遗传,发育和细胞分化等方面的一些基本理论问题。克隆动物“多莉”羊的诞生使细胞核移植技术引起了全世界的关注。
4)染色体工程(https://www.daowen.com)
染色体工程是按人们需要来添加或削减一种生物的染色体,或用别的生物的染色体来替换,可分为动物染色体工程和植物染色体工程两类。这项技术不仅广泛应用于优良品种的培育,如多倍体育种技术已经成为很常规的育种技术,而且也是基因组研究、基因转导和基因治疗等研究的有效手段和途径。
5)胚胎工程
胚胎工程是以生殖细胞和胚胎细胞为对象进行的细胞工程操作,主要技术包括体外受精、胚胎移植、胚胎切割等。这些技术进一步挖掘了动物的繁殖潜力,为优良畜禽品种的大量繁殖,稀有动物的种族延续提供了有效的解决办法。它在畜牧业和制药业等领域发挥着重要作用,具有光明的应用前景。
6)干细胞与组织工程
干细胞是一类未分化的细胞或原始细胞,具有自我更新和分化潜能的细胞。根据来源分类,可分为胚胎干细胞和组织干细胞。胚胎干细胞来自受精卵分裂发育成囊胚时的内层细胞团,胚胎干细胞具有全能性,可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。组织干细胞存在于成体组织中,数量很少,属于单能或多能干细胞,可以定向分化为一种或多种不同的组织。因为干细胞在体外可以诱导分化为不同的组织,为临床移植和细胞治疗带来希望。组织工程是以干细胞研究为基础发展起来,将干细胞与工程材料学相结合,将自体或异体组织的干细胞经体外扩增后种植在预先构建好的聚合物骨架上,在适宜的生长条件下干细胞沿聚合物骨架迁移、铺展、生长和分化,最终发育形成具有特定形态及功能的工程组织。它有望解决临床上急需的人工组织与器官问题,且进展极为迅速,已经成为干细胞应用的主要方向。
7)转基因生物与生物反应器
转基因生物包括转基因动物和转基因植物。转基因动物是通过基因工程技术把外源的目的基因导入生殖细胞或早期胚胎并整合到受体细胞的基因组中,经发育形成所有的细胞都包含目的基因的动物个体。相对于转基因动物,转基因植物制备较为简单,是通过基因工程技术将外源的目的基因导入植物细胞后直接进行诱导培养就可再生出转基因植株,当这些转基因植株开花结果时,所改变的遗传性状就可以通过种子遗传给下一代植株。将目的基因在器官或组织中进行特异性高表达的转基因动物称为动物生物反应器,目前研究较多的有乳腺生物反应器、血液生物反应器等,其中乳腺生物反应器已经开始进入产业化。能够生产某些重要蛋白质和次生代谢物的转基因植物称为植物生物反应器,目前研究最多的是生产抗体和疫苗的植物生物反应器。