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细胞工程及应用 杨芳珍 100811001 概念 细胞工程(Cell engineering)：指应用细胞生物学和分子生物学原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，依照人们的需要和设计来改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。 细胞工程的主要研究内容 1·动植物细胞与组织培养 　　 2·细胞融合（新的物种或品系、单克隆抗体） 　　 3·细胞核移植（无性繁殖、克隆动物） 4·染色体工程（多倍体育种，例：八倍体小黑麦） 　　 5·胚胎工程（优良品种、试管婴儿) 6·干细胞与组织工程（胚胎干细胞、组织干细胞） 7·转基因生物与生物反应器（转基因动物、转基因植物） 　　 细胞工程的核心技术与目的 　核心技术：细胞培养与繁殖 　 　目的：获得新性状,新个体、新物质或产品 分类 根据设计要求，按照需要改造的遗传物质的不同操作层次，可细胞工程学分为染色体工程、染色体组工程、细胞质工程和细胞融合工程等几个方面。 (1)染色体工程 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种。 动物染色体工程主要采用对细胞进行微操作的方法(如微细胞转移方法等)来达到转移基因的目的。植物细胞工程目前主要是利用传统的杂交回交等方法来达到添加、消除或置换染色体的目的. (2)染色体组工程 染色体组工程是整个改变染色体组数的技术。自从1937年秋水仙素用于生物学后，多倍体的工作得到了迅速发展，例如得到四倍体小麦，八倍体小黑麦等. (3)细胞质工程 又称细胞拆合工程，是通过物理或化学方法将细胞质与细胞核分开 再进行不同细胞间核质的重新组合，重建成新细胞。可用于研究细胞核与细胞质的关系的基础研究和育种工作。 (4)细胞融合工程 是用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞融合为一个细胞的过程。可用于产生新的物种或品系(植物上用得多，动物上用得少)及产生单克隆抗体等。其中单克隆抗体技术利用克隆化的杂交瘤细胞分泌高度纯一的单克隆抗体，具有很高的实用价值，在诊断和治疗病症方面有着广泛的应用前途。 大规模的细胞培养可分为三个层次：单个细胞培养、组织培养和器官培养。植物细胞和原生质体培养技术可以用于育种，也可用于各类植物的快速繁殖，在培养无毒苗、长期贮存种子和生产次生代谢产物等方面发挥作用。动物细胞培养技术可用于制取许多有应用价值的细胞产品，如疫苗和生长因子等。利用细胞培养系统可进行毒品和药物检测；一些培养细胞可用于治疗。 （一）细胞融合 细胞融合（cell fusion)，又称体细胞杂交（somatic hybridiazation），是指两个或更多个相同或不同细胞通过膜 融合形成单个细胞的过程。 融合方法 自发融合：同种细胞在培养时2个靠在一起的细胞自发合并。 诱发融合：异种间的细胞必须经诱导剂处理才能融合。 细胞融合的诱导物种类很多．常用的主要有生物法用灭活的仙台病毒(Sendai virus)，化学法如用聚乙二醇(Polyethyleneglycol，PEG)和物理法如电脉冲。目前应用最广泛的是聚乙二醇，因为它易得、简便，且融合效果稳定。PEG的促融机制尚不完全清楚，它可能引起细胞膜中磷脂的酰键及极性基团发生结构重排。动植物细胞融合方法不同，生物法利用灭活仙台病毒是动物细胞融合所特有的。