《细胞融合》PPT课件

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1、第5章细胞融合一、定义细胞融合（cellfusion)，又称体细胞杂交（somatichybridiazation），是指两个或更多个相同或不同细胞通过物理、生物或化学方法融合形成单个细胞的过程。细胞融合（Cellfusion）又称体细胞杂交（Somatichybridization），是指将不同来源的原生质体(除去细胞壁的细胞)相融合并使之分化再生、形成新物种或新品种的技术。可以避开生殖细胞的受精过程，在亲缘更远的物种间实现基因转移，创造出自然界中所没有的新物种。细胞融合的意义白菜甘蓝白菜—甘

2、蓝细胞融合请同学们讨论如何实现?对称融合非对称融合原理：将两个来源不同的原生质体或细胞通过物理或化学方法诱导其细胞融合形成杂种细胞,继而再以适当的技术进行杂种细胞分检和培养,促使细胞分裂形成细胞团、愈伤组织、直至形成杂种植株，从而实现远源物种间的转移——随机结合、融合二、基本原理细胞融合过程主要经过包括：两个原生质体或细胞相互靠近、细胞桥形成、细胞质渗透和细胞核融合。(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程示意图显微镜下的细胞融合过程甜菜原生质体电融合过程1）在高频电流电场下的相互

3、接触。2）脉冲刺激后30s3)50秒后4）1.5分钟后5）6分钟后6）15分钟后，原生质体融合完成。融合过程中两个细胞膜的变化过程类脂质分子发生扰动和重排导致细胞桥的形成细胞质、核相互融合三、发展历史细胞融合现象最初是在动物细胞中发现的。1858年菲尔绍夫发现正常组织、发炎组织以及肿瘤组织中的多核细胞情况。天花病人血液中也有多核体细胞存在。1875年Lange第一个观察到脊椎动物（蛙类）的血液细胞发生的合并现象。1962年日本学者发现一种叫日本血凝性病毒(HVJ)能引起艾氏腹水瘤细胞融合成多核细

4、胞的现象。1965年英国海利斯等进一步证实灭活的病毒在适当的条件下可以诱发动物细胞融合，不同的动物细胞可以被诱导融合，并可以存活。20世纪七十年代初，华裔加籍科学家高国楠发现聚乙二醇(PEG)能促使植物原生质体融合，开拓了植物细胞融合的研究。1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种——“Potamato”。目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻

5、、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。细胞融合技术逐步扩展到植物细胞和微生物细胞。伴随者细胞融合技术的成熟，20世纪80年代，真正意义上的细胞工程诞生了。细胞融合现已成为细胞工程的核心技术之一。四细胞融合的关键技术（一）融合材料的获得问题一：怎样获得植物细胞与动物的单个细胞？？（二）细胞融合的方法物理法、化学法及生物法物理法主要包括显微操作、电场刺激(电融合法)等；化学法主要是用PEG诱导，高Ca2+和pH诱导，高Ca2+和pH结合PEG诱导，盐类离子（N

6、aNO3、CaNO3、CaCL2）生物法有仙台病毒(HVJ)法等。仙台病毒(HVJ)法、PEG法、电融合法适用于动物诱导细胞融合。PEG法、电融合法适用于植物细胞融合。微生物只适合用PEG法。1、物理法--电融合诱导法(1)基本原理在直流电脉冲的诱导下，原生质体膜两侧电荷和氧化还原电位发生改变，产生电势，正负电荷相吸，细胞膜变薄，触发膜的穿孔，使异种原生质体黏合并发生质膜瞬间破裂，进而质膜开始连接，直到闭合成完整的膜融合体。(2)特点：融合率高、重复性与可控制性强。装置精巧、方便简单。可在显微镜

7、下观察或录像融合过程。可能会造成不可恢复的细胞损伤。(3)电融合装置(4)电融合诱导法基本过程电融合装置的电极有两种：微电极型和平行多电极型：（l）将制备好的亲本原生质体均匀混合放入融合小室中，微电极型只有一个小室，平行电极型有4个小室，两电极间隔3mm，整个装置放在一个培养皿中。（2）微电极型的两个电极的端部同时与两个靠近的原生质体膜表面接触，微电极所产生的5－12mA的脉冲电流间断刺激l－5ms，原生质体在累计几秒到几十秒钟的时间内会发生暂时性的收缩，两层膜之间形成小孔，连接成桥，形成一个个

8、泡囊，经点连接到面连接，最后形成融合体，整个过程大约10－30min。（3）平行多电极通过1兆赫（MHz）交流电场发生双向电脉冲，原生质体在电场力的作用下，极化产生偶极子，原生质体紧密排开成串珠状。在适当时间和强度（如50mA1．2－2kV／cm）的直流电脉冲作用下，质膜被击穿，进一步形成融合体。2、生物法各种病毒都具有凝集细胞的能力，它一边粘接在一个细胞表面，另外一边粘接在另一个细胞表面，从而使两个细胞在病毒的作用下靠近发生凝结。(1)特点研究最早的促融剂。毒性大而使应用受到限制。仙台病毒（H