克隆技術發展歷程
1997年2月22日,英國羅斯林研究所的研究人員向公眾宣布,經過幾個月的精心呵護,他們用體細胞克隆技術培育出來的小綿羊“多利”正在茁壯成長。5天后,也就是2月27日,英國《自然》雜志全文刊登了羅斯林研究所的實驗結果。這一消息震驚了世界,人們在措手不及之中迎來了克隆時代。
在中國科學院動物所研究員陳大元的辦公室里,擺放著他克隆成功的牛的照片,書柜里陳列著各種有關克隆的書籍和獎狀,一個老式的大電冰箱時不時發出一陣聲響。陳大元和記者的交談就從多利羊的問世開始。
10年來,雖然由克隆引發的種種道德和倫理之爭一直沒有停止過,但沒有人否認,克隆正因其在農業和醫藥等領域的廣泛應用,而離普通百姓越來越近。
體細胞克隆碩果滿枝
“在多利羊以前,做的都是胚胎細胞克隆。我的導師童第周先生就是做胚胎克隆的,但是當時在中國叫做核移植。當時我國用胚胎克隆了鼠、牛、羊、豬等多種動物,克隆在當時的中國處于鼎盛時期。”陳大元回憶說,多利羊是用體細胞克隆出來的,體細胞和胚胎細胞不一樣,是高度分化的細胞,很難回到胚胎細胞時期的性狀。因此,多利羊的出現說明高度分化的細胞能回到胚胎細胞的狀態,是生物學上一個非常轟動的成果。
“經過10年,變化是有的。但是我個人認為沒有太大的改善。”陳大元這樣告訴記者,對一項生物技術來說,10年其實是比較短的時間,有些重大的課題往往需要20~30年的時間。他認為,這10年來,比較多的工作還是在不同物種的動物中進行克隆的探索。
陳大元為記者細數了10年來克隆成功的大部分物種。1998年,英國PPL醫療公司宣布克隆出一頭牛犢;日本科學家宣布用成年動物體細胞克隆的兩頭牛犢誕生;美國夏威夷大學科學家用成年鼠的體細胞成功培育出第三代共50多只克隆鼠,這是人類第一次用克隆動物克隆出克隆動物。
1999年,美國夏威夷大學的科學家利用成年體細胞克隆出第一只雄性老鼠;隨后,以美籍華人科學家、康涅狄格大學教授楊向中為首的研究小組利用從一頭13歲高齡的母牛耳朵上取出的細胞克隆出小牛。
2000年,楊向中的研究小組用體外長期培養后的公牛耳皮細胞成功克隆出6頭牛犢;美國科學家宣布克隆猴成功,這只恒河猴被命名泰特拉;英國PPL醫療公司宣布成功培育出5頭克隆豬。
2002年,美國克隆貓成功;2003年,美國成功克隆騾,法國克隆出大老鼠,韓國克隆出狗;2004年,美國又克隆出馬。
中國的體細胞克隆研究從1999年開始跟上,當年揚州大學轉基因克隆山羊成功;2000年,西北農林大學克隆山羊成功;2002年,中國克隆牛也成功了;此后,2003~2004年,中國科學家陸續克隆出牛和羊;2006年,中國農業大學和東北農業大學克隆豬都獲得成功。
多個物種獲得體細胞克隆的成功,被中國農業大學教授李寧看作克隆技術10年來的主要成就之一。李寧在接受《科學時報》采訪時說,包括鼠、山羊、牛、狗、梅花鹿、豬、貓、馬在內,大部分的家畜和部分寵物的克隆都獲得了成功。同時,體細胞克隆技術還挽救了一些瀕危甚至滅絕的物種,如新西蘭短角牛是一種已經滅絕的動物,利用克隆技術,科學家成功克隆出這種牛。類似的瀕危物種還有爪哇牛、意大利的野生盤羊。
陳大元曾用5年時間探索大熊貓的克隆,然而實驗走到最后一步,大熊貓的囊胚卻胎死黑熊腹中。“最后大熊貓沒有生下來,真的非常可惜。”陳大元不無遺憾地說。
李寧認為,比較有歷史意義的是,克隆技術讓不能繁殖的物種實現了繁殖,例如騾子就可以用克隆技術實現無性繁殖。“家養和野生的動物都能被克隆,證明了克隆技術在物種繁殖上是有普遍意義的。”
“克隆”不等于“短命”
成功在中國克隆了牛和豬的李寧認為,10年來克隆技術的最大進展是,克隆效率已經從過去的不到1%提高到了平均5%的水平,也就是增長了5~6倍,更好的情況是能達到10%的成功率。
多利羊是277個細胞中唯一成功克隆的個體,說明克隆的效率很低。當時,克隆技術面臨著受孕率低、流產率高、死亡率高的問題,這給人們造成一種懷疑:克隆技術真的能發展起來嗎?陳大元告訴記者,甚至有些政策決策者也有著這樣那樣的誤解。
但是,楊向中在美國用13歲的老齡牛克隆成功,使其壽命延長,證明了克隆動物并不短命。美國ACT公司克隆的24頭牛都做了牛媽媽,說明克隆動物的繁殖能力沒有減退。2000年,美國洛克菲勒大學的科學家宣布,他們在培育出連續6代克隆鼠后發現,克隆動物的染色體端粒不一定比正常動物更短,因而未必會早衰。這和早先有些科學家猜測端粒縮短導致早衰并不一致。
陳大元指出,多利羊的早衰比較特殊,但是多利羊就一個,又得過關節炎、肺炎,沒有其他對照,屬于特殊情況,不足以用它來說明克隆動物都是短命的。有人因為克隆動物成活率低而不重視它,但是這些缺陷會隨著時間推移逐步改進。
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