 撰文 | 付國(guó)斌 責(zé)編 | 葉水送 ●●● 克隆是指創(chuàng)造出一個(gè)與原來(lái)生物體擁有一模一樣遺傳信息的生物體，它原本是指基因的復(fù)制,，而現(xiàn)在用處廣泛,，早已超出這個(gè)含義。即便在生物學(xué)內(nèi)也不盡相同,，克隆在分子生物學(xué)上主要是指 DNA 的復(fù)制,，在細(xì)胞學(xué)上指培養(yǎng)一群同基因組的細(xì)胞，在動(dòng)物學(xué)上指獲得同基因組的生物個(gè)體,。本文主要討論動(dòng)物的克隆,。 雖然高等動(dòng)物普遍采用有性生殖，但克隆是否在高等生物中自然存在呢,？答案是肯定的,，例如同卵雙胞胎，源自于同一個(gè)受精卵的分裂,，具有同樣的基因組,，這也是人工克隆動(dòng)物的一個(gè)思路，將早期胚胎分為多個(gè)小的胚胎,，然后再分別發(fā)育成多個(gè)個(gè)體,。這種方式建立在早期胚胎細(xì)胞的可塑性（Plasticity）上，此時(shí)細(xì)胞的命運(yùn)依然可逆并具有全能性,，而后期細(xì)胞,，特別是已成熟的細(xì)胞并不具有這種特性。采用這種方式不僅在技術(shù)上困難,，更為重要的是因?yàn)楸仨氂迷缙谂咛?，極大地限制了克隆的使用范圍。 很多特性必須要等到個(gè)體成熟后才能獲知,，而如果此時(shí)再想克隆個(gè)體就需要換種思路：采用體細(xì)胞核移植（Somatic cell nuclear transfer, SCNT）技術(shù),。由于動(dòng)物個(gè)體的很多特征由基因控制，因此只要將基因組所在的細(xì)胞核移植到去核的卵母細(xì)胞或早期胚胎細(xì)胞中,，再進(jìn)一步發(fā)育,，即可獲得和被移植個(gè)體同特征的個(gè)體。狹義上的動(dòng)物克隆就是指使用體細(xì)胞核移植技術(shù)的克隆,，目前大多數(shù)動(dòng)物克隆都是采用這種方式,。  得益于 20 世紀(jì)上半葉發(fā)育學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，1952 年,，美國(guó)科學(xué)家羅伯特 · 布里格斯（Robert Briggs）和托馬斯 · 金（Thomas King）將青蛙受精卵的細(xì)胞核移植到卵細(xì)胞中并發(fā)育出胚胎,。這是人類(lèi)第一次用細(xì)胞核移植技術(shù)成功發(fā)育出胚胎,，這次實(shí)驗(yàn)成功地進(jìn)行了 104 次核移植，培育出 35 個(gè)胚胎,，其中 27 個(gè)成長(zhǎng)為蝌蚪,。這種發(fā)育成功率在普通人看來(lái)可能很低，但在克隆界算是很高了,，簡(jiǎn)直是高出了天際,。 當(dāng)然這與實(shí)驗(yàn)采用的動(dòng)物及細(xì)胞有關(guān)。首先,，青蛙體外排卵,，卵細(xì)胞體積大，非常便于實(shí)驗(yàn)操作,。其次,，細(xì)胞核來(lái)源于受精卵，本身具有發(fā)育成胚胎并長(zhǎng)成個(gè)體的能力,。最后便是青蛙受精卵在水中能成長(zhǎng)發(fā)育,，要求比較低。雖然實(shí)驗(yàn)看起來(lái)采取了特殊的模式,，但依然意義非凡,，因?yàn)榧幢憬袢杖祟?lèi)依然不清楚細(xì)胞核的取出和移植對(duì)細(xì)胞有怎樣的影響，但這次實(shí)驗(yàn)成功了,，從結(jié)果上肯定了技術(shù)的可行性，為動(dòng)物克隆開(kāi)創(chuàng)了一片天地,。 雖然青蛙克隆實(shí)驗(yàn)成功了,，但人們的好奇心并不會(huì)因此而減弱，相反會(huì)變得更強(qiáng),，其中最重要的兩個(gè)疑問(wèn)是：成熟的體細(xì)胞核能否移植并發(fā)育,，其他動(dòng)物能否被克隆。 1958 年,，第一個(gè)問(wèn)題便有了答案,。英國(guó)牛津大學(xué)的科學(xué)家約翰 · 戈登（John Gurdon）成功地將蝌蚪腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞核移植到青蛙卵細(xì)胞里，并發(fā)育出胚胎,。在肯定了第一個(gè)問(wèn)題后,，第二個(gè)問(wèn)題的答案也沒(méi)有讓人們等太久。1963 年,，我國(guó)科學(xué)家童第周在世界上第一次成功克隆了亞洲鯉魚(yú),，這次克隆是將一條雄性鯉魚(yú)的細(xì)胞核移植到雌性鯉魚(yú)的卵母細(xì)胞中。此外,，1973 年童第周還將亞洲鯉魚(yú)的基因移植到歐洲鯽魚(yú)中,，第一次實(shí)現(xiàn)了種間克隆,。 高等動(dòng)物羊、鼠和牛的克隆,，分別發(fā)生在 1984 年,、1986 年和 1994 年，但由于它們都使用胚胎分裂技術(shù),，而非用成熟的體細(xì)胞,，影響力較小，沒(méi)有受到很大關(guān)注,。但很快地克隆技術(shù)便得到了前所未有的關(guān)注,，讓這個(gè)專(zhuān)業(yè)詞匯從生物學(xué)走進(jìn)了普通公眾，甚至走進(jìn)了科幻電影里,。這就是 1996 年英國(guó)科學(xué)家基思 · 坎貝爾（Keith Campbell）和伊恩 · 威爾穆特（Ian Wilmut）用成熟體細(xì)胞成功克隆了一只羊,，它的名字叫 ' 多莉 '。  多莉一出生便名揚(yáng)世界,，它應(yīng)該是迄今為止世界上最有名的動(dòng)物，足以比擬任何當(dāng)紅明星,，即便死后知名度依然不減,。在經(jīng)歷 277 次核移植，產(chǎn)生 29 個(gè)胚胎,，放入 13 個(gè)代孕母羊后,，最后有且只有多莉幸運(yùn)地出生了。這次艱辛而又享譽(yù)世界的實(shí)驗(yàn),，從這組數(shù)據(jù)上可以看出,，比起克隆界的前輩們?cè)诟怕噬希瑢?shí)在小得太多了,，只出生了一只,，這還是建立在科研人員數(shù)百次的辛勤工作上，這也許是上帝的眷顧,。 多莉有三個(gè)母親,，分別是為它提供細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和子宮,。多莉只活了 6 年多,，于 2003 年去世，共有三次生育,，產(chǎn)生 6 個(gè)后代,。 科研成果能夠在第一時(shí)間引起大眾關(guān)注的并不多，引起大眾關(guān)注并且有真正重大突破的可能還要再少一個(gè)數(shù)量級(jí)，而多莉絕對(duì)算是其中最亮眼的科學(xué)事件之一,，它不僅第一時(shí)間進(jìn)入了各大新聞版面,，還給克隆界注入了迄今為止最為強(qiáng)勁的強(qiáng)心劑。多莉的誕生證明了克隆高等動(dòng)物的可行性,，并且可以正常生活和生育,。至此之后，多種高等動(dòng)物如雨后春筍般的被克隆成功,。  目前,，已被克隆的高等物種有 20 多種，其中克隆牛和鼠誕生于 1997 年,，和人類(lèi)相近的獼猴在 1999 年,，被科學(xué)家利用胚胎分離的方式克隆成功，克隆豬出現(xiàn)于 2000 年,，克隆兔,、騾子、鹿和馬則在 2003 年成功,，克隆狗,、果蠅在 2005 年誕生，2009 年,，克隆駱駝在迪拜誕生,。 近幾年來(lái)，隨著科學(xué)的發(fā)展,，克隆的應(yīng)用更加廣泛并開(kāi)始走向商業(yè),。2009 年，一種已滅絕的庇里牛斯山羊（Pyrenean ibex）被克隆成功,，這是人類(lèi)第一次將已滅絕的物種克隆出來(lái),，雖然它僅活了 7 分鐘，但為滅絕動(dòng)物的再生打開(kāi)了一扇亮窗,。 2014 年，深圳華大基因報(bào)道稱(chēng),，每年生產(chǎn) 500 只克隆豬,，成功率在 70-80%，但遭到了來(lái)自科學(xué)以及公眾方面的強(qiáng)大壓力,。 2015 年,，一家中國(guó)公司計(jì)劃每年生產(chǎn) 10 萬(wàn)只克隆牛，用于滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)牛的需求,，同樣地,，該計(jì)劃遭到了眾人的猛烈批評(píng)，認(rèn)為不具可操作性。 結(jié)合目前熱門(mén)的基因編輯技術(shù),，2017 年,，一只基因編輯狗在另一家中國(guó)公司誕生。 克隆人距離我們到底還有多遠(yuǎn) 自從克隆羊多莉誕生之后,，最近二十年克隆技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快,，多種動(dòng)物相繼被克隆成功，此時(shí)大眾關(guān)心的另一個(gè)核心問(wèn)題就是：克隆人距離我們到底還有多遠(yuǎn),。 克隆技術(shù)說(shuō)起來(lái)并不復(fù)雜,，將細(xì)胞核轉(zhuǎn)入到卵母或胚胎細(xì)胞質(zhì)中，然后即可像受精卵一樣發(fā)育,。然而即便已探索了一個(gè)多世紀(jì),，這其中的基本問(wèn)題依然很多，例如去核過(guò)程對(duì)細(xì)胞有什么影響,、被移植的細(xì)胞核在進(jìn)入胚胎細(xì)胞質(zhì)之后發(fā)生了什么,、克隆的成功率和這些操作有沒(méi)有關(guān)系、如何讓受精卵在體外更好地發(fā)育等,。這些問(wèn)題的解決,，還需要廣大科研人員的努力，而且目前看起來(lái)并不會(huì)輕松,。 很多動(dòng)物都已被克隆成功,，人類(lèi)同它們并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，可能只是技術(shù)上更難一些,。距離克隆人,，也許只有一個(gè)玻璃窗的距離，但社會(huì)輿論,、倫理道德以及法律禁止任何人向前踏出這一步,。 參考文獻(xiàn) 1.Keefer, Carol L. 'Artificial Cloning of Domestic Animals.' Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 112, no. 29, 2015, pp. 8874 – 8878. 2.AnimalResearch.Info http://www./en/medical-advances/timeline/cloning-dolly-the-sheep/ 3.https://en./wiki/Cloning 4.https://en./wiki/Dolly_ ( sheep ) 5. 王承志 . 人類(lèi)克隆自己：還有什么困難？知識(shí)分子,，2017-03-03. 制版編輯：常春藤 原網(wǎng)頁(yè)已經(jīng)由 ZAKER 轉(zhuǎn)碼以便在移動(dòng)設(shè)備上查看查看原文 |
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