卵母细胞发育和受精中的重编程及对雄原核重编程的影响

哺乳动物发育过程中细胞的重编程是当前细胞生物学、转化医学等领域研究的热点之一,因其在体细胞核移植、诱导多能干细胞及再生医学中的应用前景引起了广泛关注。表观遗传学修饰是重编程的主要内容,包括DNA甲基化、组蛋白翻译后修饰、基因组印迹、非编码RNA调控等,这些均可通过不同的机制调控基因组的表达。如卵母细胞发育与成熟过程伴随着基因组的从头甲基化、减数分裂相关基因的去甲基化和组蛋白翻译后的修饰等。此外,受精中,卵母细胞又与进入其中的雄原核发生相互作用,为雄原核基因组的去甲基化等过程提供重编程的环境。总结近年来关于卵母细胞发育和受精过程中重编程机制的研究进展及在胚胎发育中的意义,并探讨自然生殖状况下卵母细胞环境对外源性雄原核重编程的影响。

斑马鱼受精过程中原核的时空规律

斑马鱼的成熟卵子处于第2次减数分裂中期,精子通过受精孔进入卵内,精子入卵后,卵子被激活;受精后3min,精核位于卵质膜内侧边缘,处于凝集状态;受精后5min精核开始解凝;受精后8min,精核明显解凝,受精卵出现明显的精子星光.同时进入第2次减数分裂后期,之后排出第二极体;受精后10min,雄原核形成,具有双星光,此时,雄原核已位于胚盘中部;受精后15min雌原核已形成,雌、雄原核向胚盘中央靠近;受精后20min,雌雄原核开始接触;受精后30min,雌雄原核完全融合成为1个合子核;35min时,受精卵开始第1次卵裂;45min后分裂形成2个子核;50min时分裂为2细胞,60min时分裂为4细胞.

奶牛卵胞质内单精注射(ICSI)的研究

[目的]探讨不同状态奶牛精子卵胞质内单精注射(ICSI)的效果。[方法]体外成熟培养24 h的奶牛卵母细胞注入不同状态精子,观察其体外发育情况。[结果]结果表明,试验1,研究精子用5 mmol DTT(二硫苏糖醇)预处理与精子不经过预处理的对照组的效果,经DTT处理后,精子解聚率和雄原核率显著高于对照组(30.4%和11.6%,47.8%和27.9%,P<0.05),两组的卵裂率差异不显著(85.0%和80.0%),囊胚率和孵化率显著高于对照组(45.8%和26.0%,31.3%和14.0%,P<0.05)。试验2,比较死、活精子的卵胞质内单精注射的效果,两者之间卵裂率(75.0%和79.4%)、囊胚率(27.9%和30.9%)和孵化率(13.2%和16.2%)均无显著性差异(P>0.05)。试验3,比较睾丸或附睾(头、体、尾)精子卵胞质内单精注射的效果,卵裂率(79.1%、81.8%、73.2%和75.0%)、囊胚率(23.3%、20.4%、19.5%和18.2%)和孵化率(14.0%、13.4%、12.2%和9.1%)均无显著性差异(P>0.05)。[结论]DTT预处理奶牛精子有助于提高ICSI的效率;死精子能用于奶牛卵母细胞的ICSI;从睾丸精子到附睾尾精子,虽其成熟程度有很大不同,但对ICSI受精不产生显著影响。

青蛤的受精细胞学观察

采用常规石蜡切片方法,用苏木精-伊红染色,在光学显微镜下观察青蛤Cyclina sinensis卵子受精和第一次卵裂的过程。青蛤的成熟卵处于第一次成熟分裂中期,此时可以接受精子入卵即受精。在水温23.2℃条件下,精卵混合6 min时精子开始入卵;混合15 min时,受精卵开始排出第一极体;混合21 min时,受精卵开始排出第二极体;雄原核在第二极体释放前形成,第二极体释放后很快形成雌原核,雌、雄原核逐渐在中央靠拢;42 min时,雌、雄原核融合成合子;50 min左右时,受精卵完成第一次卵裂,成为两个细胞。

猪单精子显微注射技术的研究进展

猪单精子显微注射(ICSI)技术还未完全建立,目前的研究主要集中在注射前精子处理和ICSI卵母细胞的激活处理对ICSI卵母细胞发育的影响上。与其他哺乳动物相比,猪的ICSI生产效率依然很低,提高猪ICSI效率的方法还很少。本文简要介绍猪ICSI技术研究概况、影响因素、应用前景及其存在问题。

受精卵最佳显微注射时间的探索

目的探讨最佳显微注射受精卵的时间。方法对小鼠诱导超排卵后,在不同时间点采集受精卵,观察采集到受精卵的不同阶段中雄原核的状态,确定受精卵出现雄性原核的最佳时间。结果在注射人绒毛膜促性腺激素(HCG)后的23-25 h,出现雄性原核的受精卵所占的百分率达到75%以上,此时雌雄原核清晰可见,受精卵雄原核较大。结论在注射HCG后23-25 h的受精卵最适合进行显微注射。

猪卵胞浆内单精子显微注射(ISCI)技术的研究进展

卵胞浆内单精子显微注射(intracytoplasmic sperm injection,ICSI)技术集显微操作技术与体外受精于一体,先后在人和多种家畜动物上成功获得后代,并且被广泛应用于人类辅助生殖、动物性控胚胎制备、转基因动物生产和哺乳动物受精机制等方面的研究。文章以猪为研究对象,综述了猪ICSI技术的研究现状、影响因素及其存在的问题。

转基因动物用于老年学的研究

目的:利用雄原核注射技术获得的KM转基因小鼠对老年学相关的学习记忆等方面进行研究。方法:选择正常老年大鼠和转基因老年大鼠进行避光训练,筛选出记忆减退大鼠和正常大鼠,记录记忆减退大鼠的比例,并做相关分析。结果:20只KM老年小鼠中有13只出现记忆减退,占总数的65%,转基因小鼠中有4只出现记忆减退,占所有小鼠的20%,两组相比较有显著差异(P<0.05)。结论:利用雄原核注射技术获得的KM转基因小鼠用于老年学方面的研究有一定的现实意义。

哺乳动物的受精机理

哺乳动物的受精机理孙青原，秦鹏春（东北农业大学生物工程系１５ｔｏ３０）受精是雌雄配子结合形成合子的过程，它标志着一个新生命的开始，这一过程涉及到精子和卵子之间复杂的相互作用。精子激活、精卵识别结合、精卵融合、卵子激活等都涉及到受体或由受体介导的信号传...

转基因家畜的研究及进展

1980年,Gordon应用显微注射法首次成功地将重组的外源DNA直接注入小鼠受精卵的雄原核中获得了携带外源基因的小鼠。Gordon和Ruddle1981年将带有外源基因的小鼠称为转基因小鼠(tansgenicmice)。“转基因动物”一词也应运而生。动物转基因技术克服了物种之间的生殖隔离,实现了动物物种之间遗传物质的变换和重组。因此,研究转基因家畜在理论和生产应用上都有广阔而诱人的前景,本文就转基家畜研究的方法、现状以及存在的问题和展望进行了综述。

蛋白质合成对小鼠卵母细胞体外成熟影响的研究

蛋白质合成对小鼠卵母细胞体外成熟影响的研究ＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＥＦＦＥＣＴＳＯＦＰＲＯＴＥＩＮＳＹＮＴＨＥＳＩＳＯＮＭＩＣＥＯＯＣＹＴＥＳＭＡＴＵＲＡＴＩＯＮＩＮＶＩＴＲＯ关键词蛋白质合成抑制剂生发泡破裂极体纺锤体雄原核ＫｅｙｗｏｒｄｓＰｒｏｔｅｉｎ...

人二倍体化合子的DNA甲基化变化模式

目的:探讨人类三原核合子及二倍体化合子中DNA甲基化模式的变化情况。方法:我们采用显微操作技术去除三原核合子中两个雄原核中的一个,观察恢复了二倍体状态的胚胎的发育情况,并检测了三原核和二倍体化的合子及早期胚胎中DNA甲基化模式的动态变化。结果:二倍体化的合子的囊胚形成率与三原核合子的囊胚形成率无显著性差异;在人三原核合子中两个雄原核发生主动地DNA去甲基化而雌原核在受精后的20h后仍保持甲基化。三原核与二倍体化合子中,DNA甲基化模式没有差别。结论:去除一个雄原核不会影响合子和胚胎的DNA甲基化模式。去除多余雄原核并不能改善胚胎的发育。

母源物质对重编程作用研究进展

卵母细胞发生过程中会积累大量的物质,即所谓的母源物质(maternal materials),自然状态下,这些母源物质对受精以及之后的发育具有重要的生物学功能。雌雄配子融合后,精子核与卵母细胞中单倍体染色体组均会发生剧烈的表观遗传修饰变化,这个过程也同样发生在体细胞核移植到卵母细胞质之后,这种变化被称之为重编程。重编程奠定了新个体发生发育全部程序的基础,因此是一个备受重视的生物学过程。重编程包括DNA去甲基化、染色质重塑和组蛋白修饰等。受精后,卵母细胞与精子的基因组均会在一定时间和空间范围内经历相应的重编程过程,清除各自基因组在配子形成中保留的表观遗传学修饰,调控基因表达并形成正常发育的全能性胚胎。受精后,卵母细胞成熟中积累的多种母源物质聚集在雄原核周围,调控其基因组的重编程。体细胞核移植胚胎中供体细胞核注到去核卵母细胞后也将在卵母细胞中蛋白质、mRNA、酶类等母源物质的作用下进行重编程。现总结了母源物质对雄原核及供体细胞核重编程作用的研究进展,并探讨了母源物质作用的可能机制。

猪ICSI胚胎效率低的原因分析及解决办法

卵胞浆内单精子显微注射(intracytoplasmic sperm injection,ICSI)技术是一种辅助生殖技术,它通过显微操作技术将精子直接注入卵母细胞的胞质以实现受精。转基因动物及胚胎技术在不断的发展,ICSI用于猪的研究也愈发得到重视,然而,目前研究现状表明,猪的ICSI胚胎生产效率依然不高。造成这种结果可能的影响因素包括卵母细胞、精子、受精激活障碍以及显微操作等。本综述将就猪ICSI胚胎生产效率低下的原因展开介绍,以期为进一步改进培养方案提供参考。

PiggyBac在转基因小鼠制备中的应用

受精卵雄原核裸DNA注射是目前制备转基因小鼠的主要技术,而转基因表达成功率低是这种技术的主要缺点。piggyBac转座子系统已被报道用于制备转基因小鼠,但这一方法是否能够提高转基因的表达成功率尚不清楚。为此,我们利用毛色基因agouti为报告基因,采用piggyBac转座子系统以C57/BL6小鼠为背景进行转基因小鼠的制备。结果表明,将piggyBac转座酶cRNA和转基因载体进行受精卵雄原核共注射后,转基因阳性率为18.4%,转基因表达率为88.89%,显著高于单独进行转基因载体DNA受精卵雄原核注射法。同时,利用agouti基因作为报告基因,可根据毛色变化直接对表达阳性的转基因小鼠进行初步筛选,提高了筛选效率。

高中生物疑难问题集萃

《教学考试》作者群经常讨论各种疑难问题,部分教师查阅文献资料、引经据典、撰写成文,对这些疑难问题做了详尽的诠释。经多位教师的建议,编辑部将这些问题编辑整理,由本刊陆续发表,方便教师和学生在教与学中参考。编辑部非常感谢各位老师对杂志提出的建设性建议,让杂志内容更适用于教学考试,把《教学考试》杂志办得更好。