克隆动物
1996年,一只名叫“多利”的羊羔诞生了。一夜间,它成了世界上最著名的克隆动物。但是,多利并不是第一种克隆动物。事实上,动物克隆在此之前已有很长一段历史了。
1892年德国胚胎学家汉斯·杜里舒(1867~1941年)在显微镜下观察到一颗海胆受精卵分裂成两个细胞,然后,他不断地摇晃盛满海水的烧杯直至这两个细胞分开。每一个细胞继续发育成一个正常的海胆幼体。由此,杜里舒已经制造出了一致的双胞胎或克隆体。
1902年,另外一位德国科学家汉斯·施佩曼(1869~1941年)更进一步:他把二细胞期的蝾螈胚胎细胞分离,结果每个细胞均发育成蝾螈成体。在接下来的40多年中,施佩曼继续研究克隆的可能性,并预言:将一个分化的成体细胞的细胞核植入原先的细胞核已移除的一个卵细胞中以制造克隆体在未来将成为可能。这就意味着新创造出来的胚胎将是细胞核供体的精确复制体,而不是亲代双方基因的混合体。
这是维尔莫特与他创造的世界上第一只克隆羊多利的合影照片。多利出生在1996年,在被认为是一项科学突破的同时也引发了一场关于克隆在伦理方面的热烈争论。
施佩曼的预言成为现实经历了两个阶段。1952年,美国胚胎学家罗伯特·布里格斯(1911~1983年)和托马斯·J.金(1921~2000年)把取自北方豹蛙的胚胎的细胞移植到一个去核的蛙的未受精卵细胞中,结果克隆体正常发育。1958年,英国科学家约翰·戈登(1933年~)领导一个研究小组在牛津大学进行了相似的克隆实验,用紫外线破坏了非洲爪蛙的卵细胞核,将蝌蚪小肠细胞的细胞核植入该无核卵细胞中,结果,这个“重组卵细胞”发育成了一个正常的爪蛙。戈登的研究证明了已经高度分化的动物体细胞核在卵细胞的环境中,仍然可以保护细胞核全能性,回复到它在分化上的原始细胞状态,并再分化发育成一个完整的个体。
“克隆”一词由苏格兰遗传学家约翰·霍尔丹(1892~1964年)在1963年的最后一次公众演讲中提出来,这个词来源于希腊语“嫩枝”。
1977年,在日内瓦大学工作的德国科学家卡尔·伊尔曼西称已经克隆出三只老鼠,引发了科学界的震动。伊尔曼西称他采用了与之前创造出两栖动物克隆体相同的细胞核转移技术。很快,其他的科学家对其提出质疑,因为哺乳动物细胞要小得多,没有人知道他是如何控制这些细胞完成克隆过程的。伊尔曼西从来没有拿出让人信服的证据,他的声明因此被科学家认为是一个科学谎言。
1984年,丹麦著名的生殖学家斯滕·威拉得森在剑桥大学表示他以胚胎细胞克隆出第一只绵羊,被认为是采用细胞核移植技术复制哺乳动物的第一个成功案例。1986年,苏格兰生物学家伊恩·维尔莫特在爱丁堡罗斯林研究所开始研究克隆技术,并且因成功克隆出绵羊多利而一举成为世界知名的科学家。在同事的协助下,他成功地从几只母羊的卵巢中提取出未受精的卵细胞,还从一只单体成年母羊乳房提取了一小块组织样本。细胞核从卵细胞中移出,然后融进单个乳腺。这是一个技巧性的过程,因为这种融合必须在这两个细胞处于同一分裂阶段才能发生。一个融合的细胞继续生长,成为早期胚胎,叫作胚泡,然后植入一只成熟雌性绵羊的子宫。这只母羊继而会产下代孕的羊羔,新出生的羊羔即为闻名世界的多利。多利通过正常途径繁育6只小羊羔,但它的健康状况却不佳。2001年,多利患上了关节炎。
自多利以后,越来越多的哺乳动物被克隆出来。1997年,绵羊波利的诞生是基因技术的进一步突破,维尔莫特研究小组先将用于克隆的胚胎纤维母细胞的细胞核在体外经人类IX因子基因转导改造,然后再进行克隆后继步骤。其他的克隆动物包括猪、牛、鼠,另外还有2005年克隆的一匹赛马。
知识链接
人类克隆
人类克隆已经在世界上存在了。特征一致的双胞胎是自然的克隆体,它是一个早期胚胎细胞分裂成两个一样的细胞,然后这两个细胞发育成完美的正常婴儿。1998年,韩国科学家宣称他们已经人工克隆出一个人类胚胎。2000年,阿根廷胚胎学家乔斯·奇贝利将一个成人细胞DNA移植入一个未受精的卵细胞(DNA已预先移除)里克隆出另一个人类胚胎。但是这个克隆胚胎并没有允许进一步培育。克隆人的可能立即在世界上引起了广泛的关于伦理方面的争议与辩论。一方认为,克隆人具有巨大的潜在医学价值,可以用来治疗人类遭受的疾病如帕金森病等;另一方认为克隆人取代了人们所爱的对象,将对很多人的感情造成严重的伤害。