通过两性体细胞的分离／融合，制造同种哺乳动物雌、雄人工配子，并用它们两两结合成人工合子制造技术

本发明专利技术提供了一种将成年哺乳动物两性个体体细胞的染色体一分为二或者减半，然后两两杂交成杂合子或者自交成双倍纯合子的方法。由体细胞染色体减半得到的雌、雄人工配子融合而成的人工合子，将是重新启动了生长发育程序的新的生命机体，具有分化全能性的初始胚胎干细胞，可广泛应用于珍稀和濒危野生动物的繁育和保护，牲畜的人工杂交育种，特定动物组织或器官的培养，细胞蛋白组及蛋白质结构的研究和开发，新食品和新饲料的研究和开发，人工生态环境的优化和保护，医疗用人体干细胞、组织和器官的培养等等，而且使患不育症的夫妇们生育具有两人各半基因组的亲生子女成为可能。此外，还能为未来的生物计算机元器件以及其他生物材料、生物能源，提供取之不尽、用之不竭的材料来源。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一项全新的生物技术，具体一点讲是一项与哺乳动物的生殖及其应用工程密切关联的新技术，它提供了一种将成年哺乳动物两性个体体细胞的染色体一分为二或者减少一半，生成人工配子；然后用人工配子两两杂交成人工杂合子或者自交成双倍人工纯合子的方法。这些人工合子类似哺乳动物的自然受精卵，都将是重新启动了生长发育程序的新的生命机体，都将是具有分化全能性的初始胚胎干细胞，用它们可以分化发育出该种动物的各级干细胞、组织、器官和新个体。本专利技术是一项专业性很强的原创性新技术，在许多人眼里有些不可思议，为了方便大家理解、检索、审查、使用本技术，兹将与本专利技术相关的一些基本概念和现有技术分别简述如下与本专利技术最为密切的概念有生殖、细胞(包括配子与合子)、染色体、DNA、基因、基因组、干细胞和细胞周期等。所谓生殖，就是指已有的生物体繁殖新的个体。地球生命圈中大约有200万种生物，概括起来，生殖的方式共有无性生殖和有性生殖两种。不经过性细胞的结合直接由单亲产生子代叫做无性生殖，如1个细菌分裂成2个细菌，剪1截细树枝插在土中又长成1株新树苗。由双亲性细胞相互结合形成子代叫做有性生殖，绝大多数物种都行有性生殖，如植物花中的雌蕊授粉后结出果实和种子，种子播到地里长出新苗；如动物的卵受精后能发育成小动物。自然状况下，绝大多数植物既可行无性生殖，又可行有性生殖。而在动物界，除了少数低等动物外，都只能通过有性生殖来繁殖后代。人类的食物及其他生活资料，绝大部分都是由动、植物直接或间接提供的。为了解决越来越多的人口的衣食住行问题，人们专利技术了各种各样的生物生殖及其应用技术，千方百计地提高动、植物的生产能力。为了医治人类自身的疾病和伤痛，人们又专利技术了种种人类人工生殖及其应用技术。我在这里强调了“应用”的字眼，是因为这些技术的目的，不仅仅是为了获得生物更多的个体，有时还要求产出生殖的半成品——动物、植物及人的组织和器官。细胞是生物体的基本结构单位和功能单位。细胞的3大属性是我们必须了解的1、除了病毒和嗜菌体之外，地球上几乎所有物种的机体都是由1个或多个细胞组成的。2、生命源于细胞，所有生物体都是通过细胞的活动来行使新陈代谢、对环境变化做出反应等等生命功能的；生物的生长发育、繁衍后代也都是细胞生长、分裂和分化的过程，连没有细胞的病毒和嗜菌体也得依赖宿主细胞生存。3、细胞源于细胞。不仅一切生物个体的生长发育和种群的增殖繁衍，都源于细胞的分裂，而且构成所有物种的形态和功能各异的细胞都是由共同的祖先(原始细胞)分裂、进化而来的。地球上的所有生物都存在着亲缘关系，都有相似的结构和遗传基因。不同的细胞有数千万种，形状、大小千差万别，但从结构和功能来看，可以分为原核细胞和真核细胞两大类。原核细胞生物很少，总共不到6000种，都是单细胞的，没有细胞核，只能进行无性生殖，如细菌、蓝细菌和放线菌等。绝大多数物种是真核细胞生物，真核细胞生物是由原核细胞生物进化而来的，主要特征是有了细胞核。真核细胞生物少数只有一个细胞，绝大多数都是由许多细胞组成的。本专利技术所要讨论的是多细胞真核生物中的高等植物、动物和人。高等动植物个体都有数以亿万计的细胞，而且细胞的也是多种多样的。譬如，我们人类的1个成年个体大约由100亿亿个细胞构成，不同的细胞达200多种。这么多的分工不同的细胞从哪儿来的呢？原来它们都是由1个初始干细胞——受精卵——繁殖、分化而来的。行有性生殖的动植物体内的细胞，又可以分为体细胞和生殖细胞两大类。高等生物的生殖细胞与体细胞的首要区别在于生殖细胞的细胞核中染色体一般是单倍的(1套，记作n)，而体细胞的细胞核中染色体则一般是双倍的(2套，记作2n)；这也是决定各自性状、功能的本质特征。自然条件下，同种或同属生物的两性生殖细胞之所以能够结合成一个新的生命，而两性体细胞却不能，根本原因就在于此。雌性动物的生殖细胞叫做卵子，雄性动物的生殖细胞叫做精子，统称为配子，它们是双倍体的卵原细胞和精原细胞减数分裂而来的。卵子经过受精后形成双倍体的受精卵，才能生长发育成新的个体。由2个配子结合而成的双倍体细胞(包括受精卵)叫做合子，其中由异性配子结合而成的合子叫做杂合子，由同性配子结合而成的合子叫做纯合子。染色体是细胞分裂时细胞核中能被碱性染料染色的一类物质，它是该种生物遗传基因的载体。通常，高等动植物体细胞内的染色体数目是恒定的，而且是成对存在的，称之为双倍体，用2n表示；双倍体产生的配子则只有1套染色体，称为单倍体，用n表示。以人类为例，每1个体细胞里都有两套(2n)共46条染色体，其中一套来自父亲，一套来自母亲；而父、母生殖器里由精原细胞、卵原细胞减数分裂而来的生殖细胞，则只有一套(1n)染色体。父、母的生殖细胞结合后，便形成1个带有双套(父、母各一)染色体的受精卵，开始一个新的胚胎发育周期。1个小小的受精卵不仅可以分裂出100亿亿个体细胞，还能按照基因的指令分化成外观、功能完全不同的细胞，并分别构成不同的组织和器官。DNA(脱氧核糖核酸)是一种双链螺旋状大分子，是构成染色体的主要成分。其主要功能有1、跟组蛋白等形成染色体2、在细胞分裂过程中，通过自我复制从细胞向细胞传递；3、经过减数分裂和受精，从亲代个体向子代个体传递；4、作为模版转录为种种RNA(核糖核酸)，再由RNA翻译合成蛋白质。DNA由4种核苷酸即脱氧腺苷酸(dAMP)、脱氧鸟苷酸(dGMP)、脱氧胞苷酸(dCMP)、脱氧胸苷酸(dTMP)按一定顺序组成。而每种核苷酸又由碱基、脱氧核糖和磷酸基团3部分组成。其中碱基共有4种腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。DNA上的核苷酸的数目有多有少，但极有规律DNA的双链严格遵循A与T配对、G与C配对的互补性原则，所以一条DNA链上的核苷酸顺序决定了与之配对的DNA链上相应的核苷酸的顺序，这两条链呈反向平行关系。在DNA的复制过程中，每一条已经存在的DNA链都可以作为模版合成新链，新合成的双链仍然遵循碱基配对的原则，从而保证了复制的准确性。DNA分子的长度一般用互补核苷酸对来表示，对于较大的DNA分子常用千碱基对(Kb)、兆碱基对(Mb)表示。高等动植物的染色体由3种基本类型的DNA构成1、负责编码可遗传基因信息的DNA。2、位于染色体管尖的端粒，它是控制细胞分裂进程和次数的生命时钟，同时起到保护DNA免遭吞噬、避免单个染色体相互缠绕造成遗传信息混乱的作用。端粒随着细胞分裂次数的增加而不断缩短，就像机械钟表的发条不断松弛一样。3、染色体的着丝点，它使得源染色体能够分裂出复制的染色体来，着丝点是由许多较短的DNA序列重复所构成，常常在染色体中部附近形成纽结。细胞的分裂或融合过程，也是DNA的复制或融合过程。当DNA复制时，附着其上的基因也随着被复制，这就是物种繁殖的分子基础。基因是DNA(有时是RNA)上有遗传意义的片段。基因的种类很多，不同的基因长短(即所含碱基对的多少)也各不相同。基因从功能上可分为结构基因和调控基因。结构基因可以转录(DNA→RNA)和翻译(RNA→蛋白质)，调控基因只起调节、控制结构基因如何进行转录和翻译的作用。原核生物的基因是1段连续的DNA片段。真核生物的基因则是1个嵌合体，包含着编码的(外显子)和不编码的(内含子)两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用哺乳动物体细胞生成该种动物的人工配子与人工合子的方法，本专利技术的特征是从同种雌、雄哺乳动物再生能力强的组织或器官上，各选取新生、健壮的体细胞（最好是干细胞）若干个，再将这些体细胞各自完整地一分为二，使之成为类似两性生殖细胞的单倍体的人工配子；或者用特制的吸取器插入细胞之中，仔细地把核中的１套（ｎ个）染色体完全、干净地吸出并高温杀灭清除之，以保证两性体细胞的一半分离成健全无损的单倍体的人工配子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田志祥，
申请(专利权)人：湖南省计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]