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Klonen
Klonierung beim Rind
Definition:Verfahren der Erstellung genetisch identischerIndividuen
Techniken der Klonierung von Säugern:
Isolierung und Proliferation einzelner embryonalerZellen (Blastomeren mit Totipotenz)
Mikrochirurgische Teilung von Embryonen imMorula- bzw. Blastozystenstadium
Kerntransfer (embryonale/somatische Zellen)
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Ziele der Verfahrensanwendung
• Erstellung und Klonierung transgener Tiere(gene pharming, Xenotransplantation)
• Klonierung von Tieren mit bestimmtenLeistungseigenschaften (Zuchtwert, Gesund-heit, Langlebigkeit)
• Erstellung von Klonen für Forschungszwecke(Zelldifferenzierung, Genotyp-Umwelt-Wechsel-wirkungen)
• Arterhaltung
• Therapeutisches Klonen (tissue engineering)
Xenotransplantation
Verfahren, bei denen Zellen,Gewebe oder parenchymatöseOrgane auf den Menschendurch Transplantation oderInfusion übertragen werde
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Bedarf an Organen
• USA 1 : 3,5
• Nieren in 99: 12500:46000
• Lebern: 4700:15700
• Herz: 2200:4200
• BRD in 2005 (OZ 09/05)
• Nieren 10 000
• Herz: 600
• Leber: 1500
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Verfahrensschritte bei der Erzeugung von Klonen mittels Kerntransfer
Entkernung einer reifen Eizelle
Transfer eines diploiden Zellkerns bzw.einer diploiden Zelle
Fusion und/oder Aktivierung desKonstruktes
Kultivierung der Teilungsstadien
Schema der Klonierung mittels Kerntransfer
Prinzip
Klon
Elektrofusion
In-vitro-Kultur
EnukleationTransfer der Donorzelle
Oozyte somatische Zellen
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Manual bisection and
cytoplast selection * *
Attachment, first and
second fusion
Activation, culture andtransfer
Cumulus and zona removal * **
Hand Made Cloning (HMC)
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525068Teilungsrate (%)
949669Effizienz (%)
3464661018Fusionierte Produkte (n)
7409722962COKs gesamt (n)
GranulosazellenFibroblasten (7. Passage)
Fibroblasten (11. Passage)
Parameter
4019Blastozysten (n)
311928> 8-Zell-Embryonen (%)
5242448-Zell-Embyonen (%)
981002828-Zell-Embyonen (n)
Granulosa- zellenFibroblasten (7. Passage)
Fibroblasten (11. Passage)
Parameter
HMC im FBN
HMC beim Rind im FBN
erster geklonter ZW-Bulle nach zonafreiem Kerntransfer in Europa 04/2003
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Angaben zur Effizienz des somatischen Klonierens (Kato et al., 2000)
Parameter Ergebnisse
Anzahl Kerntransfers (1) ( n ) 3721
Anzahl Fusionsprodukte ( n ) 2705
Fusionsrate ( % ) 72,7
Anzahl kultivierter Fusionsprodukte (2) ( n ) 2529
Anzahl geteilter Fusionsprodukte ( n ) 2160
Teilungsrate ( % ) 85,4
Anzahl Blastozysten ( n ) 998
Blastozystenrate bezogen auf (2) ( % ) 39,5
Blastozystenrate bezogen auf (1) ( % ) 26,8
Ergebnisse nach dem Transfer von Klonen (Kato et al., 2000)
Parameter Ergebnisse
Anzahl Transfers ( n) 134
Anzahl übertragene Embryonen ( n ) 172
Anzahl tragende Tiere ( n ) 50
Trächtigkeitsrate ( % ) 37,3
Abortrate ( % ) 54
Abkalbungen ( n ) 23
Überlebensrate bezogen auf transferierte Embryonen
( % ) 14
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Schlussfolgerungen
• Das somatische Klonieren hat das Klonenvon Embryonen abgelöst.
• Die Effizienz des Verfahrens ist relativgering und gestattet aktuell die praktischeNutzung nur für spezielle Indikationen.
AusblickZukünftige Forschungsarbeiten werden vor allem auf folgende Aspekte der Technologie
fokussiert sein:
Aufklärung von Prozessen der Reprogrammierungder frühen Embryonalentwicklung
Verbesserung der Vitalität der Embryonen
Vermeidung des large calf syndroms
Untersuchung genetischer und phänotypischerLeistungen bei den Nachkommen
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Klonierung beim Rind
Definition:Verfahren der Erstellung genetisch identischerIndividuen
Techniken der Klonierung von Säugern:
Isolierung und Proliferation einzelner embryonalerZellen (Blastomeren mit Totipotenz)
Mikrochirurgische Teilung von Embryonen imMorula- bzw. Blastozystenstadium
Kerntransfer (embryonale/somatische Zellen)
a) Der zu teilende Embryo wird an Haltepipette durch vorsich-tiges Ansaugen in geeignete Position gebracht. Eröffnung Z.p. Öffnung offen halten mit Mikrohaken Teilung des Embryos mit Mikroklinge eine Hälfte verbleibt in Z.p. andere Hälfte kommt in vorbereitete Empfänger-Zona
b) Embryo wird vor Teilung aus Z.p. entfernt. Teilung außerhalb der Z.p.
c) Teilung durch Einstechen einer Mikronadel durch Z.p. Durch vorsichtiges Schieben der Mikronadel Teilung des Embryos
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Ein wirtschaftlich und züchterisch sehr interessanter Aspekt des Klonens ist die Erstellung von identischen Zwillingen zur Leistungsprüfung für den Probanden. Das verspricht sehr hohe Sicherheiten in der Aussage zur Leistungsveranlagung. Klonen stellt einen hohen Innovationswert für die Leistungsprüfung, Zuchtwertschätzung, ja für die gesamte Züchtung dar.
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Schlussfolgerungen
• Das somatische Klonieren hat das Klonenvon Embryonen abgelöst.
• Die Effizienz des Verfahrens ist relativgering und gestattet aktuell die praktischeNutzung nur für spezielle Indikationen.
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Mögliche Technikfolgen
Large calf syndrom
Parameter
Trächtigkeitsdauer
GeburtsmasseKälber
Kälber > 60 kg
Kalbeprobleme
perinataler Tod
Abweichungen im Vergleich zur KB
+ 2,3 d
+ 4,8 kg+ 15 - 20 %
+ 6 -13 %
+ 25 %
+ 11,6 %
Ergebnisse einer Technikfolgenabschätzung: Parameter nach Transfer in vitro erzeugter Rinderembryonen (Kruip und Den Daas, 1997)
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