影響世界曆史進程的科學發明

§13克隆技術出現和實踐

§13克隆技術出現和實踐(1/3)

克隆, 是英文clone的音譯,意思是為生物體通過細胞進行的無性繁殖,從而形成的基因型完全相同的後代個體所組成的種群,簡稱為“無性繁殖”。

1903年,“克隆”一詞被引入園藝學,後來逐漸應用於植物學、動物學和醫學等方麵。廣義上的“克隆”,在我們的日常生活中經常遇到,隻是我們沒有把這些叫做“克隆”。

在動物界的無性繁殖,多見於非脊椎動物。如:原生動物的分裂繁殖,尾索類動物的出芽生殖等。對於高級動物,在自然條件下,一般隻能進行有性繁殖,所以要使其進行無性繁殖,科學家必須經過一係列複雜的操作程序。在20世紀50年代,科學家成功地無性繁殖出一種兩棲動物——非洲爪蟾。從此,揭開了細胞生物學的新篇章。

20世紀80年代後期,英國和一些國家也先後利用胚胎細胞作為供體,“克隆”出了哺乳動物。

多利羊的叫聲響遍全球, 這隻不同凡響的小羊是由英國愛丁堡大學羅斯林學院(Edinburghs Roslin Institute)的胚胎學家伊恩.威爾馬特(Ian Wilmut)領導的科研小組從一隻成年綿羊的乳腺細胞克隆出來的。

首先,威爾馬特和他的同事們從一隻不知姓名的Finn Dorset種白色妊娠綿羊的乳腺刮下若幹個膜細胞。通常,這類細胞在10%的綿羊胎兒血清中能保持活性;血清是血液的**成分,它富含類似於食物的細胞營養物質。但是,威爾馬特意識到,利用使細胞處於休眠狀態的標準技術,即將它們置於濃度降低為0.5%血清之中,不僅可以使這些細胞";忘記";它們是**細胞,而且能使它們";記住";發育成整隻綿羊的遺傳指令。

這是一個重大的突破。以前,其他科學家不理解使細胞遺傳物質和接受細胞遺傳物質的卵細胞二者在發育上同步的重要性。以往,在其它實驗室,基因在由卵細胞激活的發育過程中行進得過於超前。然而,威爾馬特從Fi

nn Dorset種母羊摘取的細胞並沒有開始分裂DNA,並將之轉譯成綿羊特質(stuff of sheep)。處於休眠狀態的**細胞的基因極易與卵細胞結合。然後,科學家從形體較小的蘇格蘭黑麵羊摘取卵細胞,通過手術去除其細胞核(DNA的載體)。

威爾馬特及其研究小組把白羊的乳腺細胞放入黑羊的已去除細胞核的卵細胞中,以一種弗蘭肯斯坦(Frankensfein)式的技巧,用電脈衝使這些細胞的膜不僅結合在一起,而且兩個細胞即刻合而為一。

下一步,利用標準的人工繁殖技術,將如此合成的卵細胞植入一隻黑麵母羊體內。4個月之後,這隻舉世震驚的小羊羔誕生了。人們發現它的顏色是白的,這暗示它與黑麵母羊——它的生身之母不屬於同一個品種。用幾個月的時間進行了DNA 測試,最終證實,多利確實是一個生物學複製品(biological copy)。 1997年2月23日,英國蘇格蘭羅斯林研究所的科學家宣布,他們的研究小組利用山羊的體細胞成功地“克隆” 出了一隻基因結構與供體完全相同的小羊“多莉”(Dolly)。這時,全世界非常關注,各種議論也層出不窮。“多莉”的特別之處在於它的生命的誕生沒有**的參與。研究人員先將一個綿羊卵細胞中的遺傳物質吸出去,使其變成空殼,然後從一隻6歲的母羊身上取出一個乳腺細胞,將其中的遺傳物質注入卵細胞空殼中。這樣就得到了一個含有新的遺傳物質,但卻沒有受過精的卵細胞。這一經過改造的卵細胞分裂,增殖形成胚胎,再被植入另一隻母羊子宮內,隨著母羊的成功分娩,“多莉”來到了世界。

1998年7月5日,日本科學家宣布,他們利用成年動物體細胞克隆的兩頭牛犢誕生。1998年7月22日,科學家采用一種新克隆技術,用成年鼠的體細胞成功地培育出了三代共50多隻克隆鼠,這是人類第一次用克隆動物克隆出克隆動物。

以上

所述的克隆動物,都是用胚胎細胞作為供體細胞進行細胞核移植而獲得成功的。目前,克隆技術在英國又有了新的進展,他們把這一技術應用於人類造血事業。英國的PPL公司是克隆技術的經濟後台,它的主管羅思詹姆斯博士說:";從研究“多莉”中我們知道,我們可以用一個細胞製要的組成部分,也就是血漿。";他們與羅斯林研究所合作研究一種帶有人類基因的牛和羊。他們先把動物體內的血漿取出,再取代人類的血漿,這種改變了基因的牛和羊體內就含有人類血漿的重要成分,通過對這些動物的飼養、再克隆或繁殖,就可以得到穩定可靠而且相對便宜的血資源,據統計在英國每年價值可達150萬英鎊。可謂效益匪淺。

小羊“多莉”是世界上第一個利用體細胞克隆成功的動物。 克隆多利的成功,從理論上說明了高度分化的細胞,經過一定手段處理之後,也可回複到受精卵時期的合子功能;說明了在發育過程中,細胞質對異源的細胞核的發育有調控作用。它對生物遺傳疾病的治療、優良品種的培育和擴群等提供了重要途徑,對物種的優化、 對轉基因動物的擴群均有一定作用。另外,利用克隆技術可以大量複製珍稀動物,挽救瀕危物種,調節大自然的生態平衡,為人類造福。

不可否認,";克隆綿羊";的問世也引起了許多人對";克隆人";的興趣,例如,有人在考慮,是否可用自己的細胞克隆成一個胚胎,在其成形前就冰凍起來。在將來的某一天,自身的某個器官出了問題時,就可從胚胎中取出這個器官進行培養,然後替換自己病變的器官,這也就是用克隆技術為人類自身提供";配件";。最新傳出的消息卻令全世界尤其是倫理學家嚴重不安。一項以";治療疾病、用於器官移植";為名的";克隆";項目,竟然第一次複製了人類胚胎,這對於人類是福是禍,實在難以預料。 當代生物史證明,克隆技術隻能複製出外貌特征相同的生物,不能克隆出被複製者原有的才能。人的思想才能受後天的製約。

(本章完)