动物克隆中的端粒和端粒酶

文章编号: 1000-1336(2011)05-0760-04

征月良

临沂大学生命科学学院，临沂 276000

摘要：端粒是染色体上的一种重要结构，对维持染色体的稳定性起重要作用。核移植后，端粒长度和端粒酶活性的变化是重要的核重编程事件。不同种类的动物和供体细胞核移植后，在端粒长度的变化上存在一些差异，反映了重编程程度的不同。核移植后，在克隆囊胚中存在高水平的端粒酶活性，克隆动物的端粒长度延长，可能是由于克隆过程中端粒酶基因的重编程的缘故。关键词：克隆；端粒；端粒酶中图分类号：Q813

将供体细胞的核移入去核卵母细胞中，产生克隆胚胎，胚胎移植后，获得克隆动物(1)[1]。核移植后，在卵母细胞胞质的作用下，供体核被重编程，发生一系列变化，重新回到合子核的状态。基因组重编程机制与复杂的表观遗传修饰有关，如DNA的甲基化修饰、组蛋白的甲基化和乙酰化修饰、X染色体失活等。端粒长度的变化是一种重要的核重编程事件，核移植后，端粒长度和端粒酶活性变化如何，成为核移植研究的热点之一。在哺乳动物中，端粒是染色体上由(TTAGGG)n

重复序列组成的结构，它能防止染色体末端融合、重组和降解，将染色体附着到核膜上，促进染色体末端的完全复制，从而维持染色体结构的稳定性。随着体细胞每次分裂，端粒重复序列不断丢失，当端粒缩短到一个临界长度时，导致细胞周期停顿或细胞程序性凋亡。在绵羊成纤维细胞中，随着细胞分裂的进行，端粒逐渐缩短，每次细胞分裂丢失50~200 bp。在经历100个群体倍增(population doubling, PD)后，细胞分裂率下降[2]。Wilmut等[3]用绵羊乳腺上皮细胞进行核移植，得到克隆绵羊，引起世界关注。对克隆绵羊的末端限制片段(terminal restriction fragment, TRF)进行分析，发现克隆绵羊的TRF长度与核供体细胞一

致，但与自然交配产生的相同年龄绵羊相比，克隆绵羊的TRF长度减少。Shiels等[4]认为，核移植过程可能不能恢复克隆绵羊的端粒长度。尽管克隆绵羊的TRF长度较短，但它交配后能正常怀孕，并成功地分娩出健康后代，而且后代绵羊的TRF长度与自然交配产生的绵羊一致。Betts等[5]用颗粒细胞进行核移植，获得克隆山羊。在克隆山羊的皮肤中，端粒比年龄相当的非克隆山羊短。山羊成纤维细胞核移植后，在克隆山羊的皮肤和白细胞中，TRF长度比年龄相当的非克隆山羊短[5]。

猪成纤维细胞核移植后，获得克隆猪。在克隆猪的皮肤中，端粒长度与年龄相当的自然繁殖猪无差异[6]。Kurome等[7]用猪成纤维细胞作为核供体，生产第一代克隆猪，从克隆猪中收集唾液腺祖细胞作为核供体，进行连续核移植，生产第二代和第三代克隆猪。从第一代到第三代克隆猪，克隆胚胎的完全发育率分别为1.4%、3.3%和2.3%。连续克隆不会导致克隆猪的端粒缩短，在第一代到第三代克隆猪中，端粒长度分别是16.3 kb、18.1 kb和20.5 kb，与年龄相当的自然繁殖猪相似。

Lanza等[8]从45日龄的牛中获取成纤维细胞，进行长期体外培养，产生衰老细胞。与年轻成纤维细胞相比，衰老细胞中胞质微丝量多，溶酶体大，β-半乳糖苷酶的活性增强，早期群体倍增水平互补DNA-1(early population doubling level complementary DNA-1, EPC-1)的表达水平下降。用衰老的成纤维细胞进行核移植，获得克隆牛，克隆牛的端粒比核供体细胞

收稿日期：2011-03-02

作者简介：征月良(1971-)，男，博士，副教授，通讯作者，E-mail：zhengyueliang@lyu.edu.cn