克隆,是Clone 的譯音,意為無性繁殖. 英語"Clone"一詞起源于希臘文"Klone",原意是用"嫩枝"或"插條"繁殖. 現(xiàn)在"克隆"的含義已不僅僅是簡單的"無性繁殖",凡來自一個(gè)祖先,經(jīng)過無性繁殖出的一群個(gè)體,也叫"克隆".這種來自一個(gè)祖先的無性繁殖的后代群體也叫"無性繁殖系",簡稱無性系.在自然界,有不少植物具有先天的克隆本能,如番薯、馬鈴薯、玫瑰等插枝繁殖的植物.而動(dòng)物的克隆技術(shù),則經(jīng)歷了由胚胎細(xì)胞到體細(xì)胞的發(fā)展過程.克隆技術(shù)即無性繁殖技術(shù).前不久報(bào)道的克隆羊多利（Dolly）,就是首次利用這種技術(shù)克隆成功的,它在生物工程史上揭開了新的一頁.
多利羊的叫聲響遍全球, 這只不同凡響的小羊是由英國愛丁堡大學(xué)羅斯林學(xué)院(Edinburgh's Roslin Institute)的胚胎學(xué)家伊恩.威爾馬特(Ian Wilmut)領(lǐng)導(dǎo)的科研小組從一只成年綿羊的乳腺細(xì)胞克隆出來的.
首先,威爾馬特和他的同事們從一只不知姓名的Finn Dorset種白色妊娠綿羊的乳腺刮下若干個(gè)膜細(xì)胞.通常,這類細(xì)胞在10%的綿羊胎兒血清中能保持活性；血清是血液的液體成分,它富含類似于食物的細(xì)胞營養(yǎng)物質(zhì).但是,威爾馬特意識(shí)到,利用使細(xì)胞處于休眠狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),即將它們置于濃度降低為0.5%血清之中,不僅可以使這些細(xì)胞"忘記"它們是乳房細(xì)胞,而且能使它們"記住"發(fā)育成整只綿羊的遺傳指令.
這是一個(gè)重大的突破.以前,其他科學(xué)家不理解使細(xì)胞遺傳物質(zhì)和接受細(xì)胞遺傳物質(zhì)的卵細(xì)胞二者在發(fā)育上同步的重要性.以往,在其它實(shí)驗(yàn)室,基因在由卵細(xì)胞激活的發(fā)育過程中行進(jìn)得過于超前.然而,威爾馬特從Finn Dorset種母羊摘取的細(xì)胞并沒有開始分裂DNA,并將之轉(zhuǎn)譯成綿羊特質(zhì)（stuff of sheep）.處于休眠狀態(tài)的乳房細(xì)胞的基因極易與卵細(xì)胞結(jié)合.然后,科學(xué)家從形體較小的蘇格蘭黑面羊摘取卵細(xì)胞,通過手術(shù)去除其細(xì)胞核（DNA的載體）.
威爾馬特及其研究小組把白羊的乳腺細(xì)胞放入黑羊的已去除細(xì)胞核的卵細(xì)胞中,以一種弗蘭肯斯坦（Frankensfein）式的技巧,用電脈沖使這些細(xì)胞的膜不僅結(jié)合在一起,而且兩個(gè)細(xì)胞即刻合而為一.
下一步,利用標(biāo)準(zhǔn)的人工繁殖技術(shù),將如此合成的卵細(xì)胞植入一只黑面母羊體內(nèi).4個(gè)月之后,這只舉世震驚的小羊羔誕生了.人們發(fā)現(xiàn)它的顏色是白的,這暗示它與黑面母羊——它的生身之母不屬于同一個(gè)品種.用幾個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行了DNA 測試,最終證實(shí),多利確實(shí)是一個(gè)生物學(xué)復(fù)制品（biological copy）.
二、克隆技術(shù)的發(fā)展
早在本世紀(jì)50年代,美國的科學(xué)家以兩棲動(dòng)物和魚類作研究對(duì)象,首創(chuàng)了細(xì)胞核移植技術(shù),他們研究細(xì)胞發(fā)育分化的潛能問題,細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的相互作用問題.
英國牛津大學(xué)的科學(xué)家在1960年和1962年,先后用非洲一種有爪的蟾蜍（非洲爪蟾）進(jìn)行過克隆試驗(yàn).試驗(yàn)方式是光用紫外線照射爪蟾卵細(xì)胞,破壞其中的核,然后依靠高超的外科手術(shù)從爪蟾蝌蚪的腸上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞、腎細(xì)胞中取出核,并把這些細(xì)胞的核精確地放進(jìn)已被紫外線破壞了細(xì)胞核的卵細(xì)胞內(nèi),經(jīng)過精心照料,這些換核卵中終于有一部分長出了活蹦亂跳的爪蟾,這種爪蟾 不是經(jīng)過精細(xì)胞和卵細(xì)胞州結(jié)合產(chǎn)生的,所以是克隆爪蟾.
1986年英國科學(xué)家魏拉德森首次把胚胎細(xì)胞利用細(xì)胞核移植法克隆出一只羊,以后又有人相繼克隆出牛、羊、鼠、兔、猴等動(dòng)物.而美國最近克隆猴取得成功,日本科學(xué)家也聲稱他們繁殖出200多頭"克隆牛" .以上所述的克隆動(dòng)物,都是用胚胎細(xì)胞作為供體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞核移植而獲得成功的.目前,克隆技術(shù)在英國又有了新的進(jìn)展,他們把這一技術(shù)應(yīng)用于人類造血事業(yè).英國的PPL公司是克隆技術(shù)的經(jīng)濟(jì)后臺(tái),它的主管羅思詹姆斯博士說："從研究多利中我們知道,我們可以用一個(gè)細(xì)胞制要的組成部分,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(dòng)物體內(nèi)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(nèi)就含有人類血漿的重要成分,通過對(duì)這些動(dòng)物的飼養(yǎng)、再克隆或繁殖,就可以得到穩(wěn)定可靠而且相對(duì)便宜的血資源,據(jù)統(tǒng)計(jì)在英國每年價(jià)值可達(dá)150萬英鎊.可謂效益匪淺.
作者： 218.93.58.* 2004-5-30 11:55 回復(fù)此發(fā)言
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2 克隆技術(shù)
我國的克隆技術(shù)也毫不遜色.60年代,生物學(xué)家童第周對(duì)金魚、鯽魚進(jìn)行細(xì)胞核移植,1978年又成功地進(jìn)行了黑斑蛙的克隆試驗(yàn),他將黑斑蛙的紅細(xì)胞的核移入事先除去了核的黑斑蛙卵中,這種換核卵最后長成能在水中自由游泳的蝌蚪.1979年春,中國科學(xué)院武漢水生生物研究所的科學(xué)家用鯽魚囊胚期的細(xì)胞進(jìn)行人工培養(yǎng),經(jīng)過385天59代連續(xù)傳代培養(yǎng)后,用直徑10微米左右的玻璃管在顯微鏡下從培養(yǎng)細(xì)胞中吸出細(xì)胞核,在此同時(shí),除去鯽魚卵細(xì)胞的核,讓卵細(xì)胞留出空間作好接納囊胚細(xì)胞核的準(zhǔn)備,一切準(zhǔn)備就緒后,把玻璃管吸出的核移放到空出位置的鯽魚卵細(xì)胞內(nèi),得到了囊胚細(xì)胞核的卵細(xì)胞在人工培養(yǎng)下大部分夭亡了,在189個(gè)這種換核卵細(xì)胞中,只有兩個(gè)孵化出了魚苗,而最終只有一條幼魚度過難關(guān),經(jīng)過80多天培養(yǎng)后長成8厘米長的鯽魚.這種鯽魚并沒有經(jīng)過雌、雄細(xì)胞的結(jié)合,僅僅是給卵細(xì)胞換了個(gè)囊胚細(xì)胞的核,實(shí)際上是由換核卵產(chǎn)生的,因此也是克隆魚.
魚類換核技術(shù)的成熟和兩棲類換核的成功,使一批從事良種培育工作的科學(xué)家激動(dòng)不己,既然鯽色的囊胚細(xì)胞核取代鯽魚卵細(xì)胞核后能得到克隆魚,那么異種魚換核能否得到新的雜種魚呢?我國科學(xué)家首先提出了這個(gè)問題,也首先解決了這個(gè)問題,他們?cè)O(shè)法把鯉魚胚胎細(xì)胞的核取代了鯽魚卵細(xì)胞的核.鯉魚細(xì)胞核和鯽魚卵細(xì)胞質(zhì)居然能相安無事,并開始了類似受精卵分裂發(fā)育的過程,最后長出有"胡須"的"鯉鯽魚",這種魚有"胡須",生長快,完全像鯉魚,但它的側(cè)線鱗片數(shù)和脊椎骨的數(shù)目與鯽魚相同,而且魚味鮮美不亞于鯽魚.這種人工克隆新魚種的出現(xiàn)為魚類育種開辟了新途徑.
1990年5月,西北農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧所克隆一只山羊.1992年,江蘇農(nóng)科院克隆一只兔子. 1993年,中科院發(fā)育生物學(xué)研究所與揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院合作,克隆一只山羊.1995年7月,華南師大與廣西農(nóng)大合作,克隆一頭奶牛、黃牛雜種牛.1995年10月,西北農(nóng)大克隆6頭豬. 1996年12月,湖南醫(yī)大克隆6只老鼠.同年中國農(nóng)科院畜牧所克隆一頭公牛犢.1997年3月,中國科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員陳大元率先提出了克隆大熊貓的設(shè)想.1999年,陳大元領(lǐng)導(dǎo)的小組將大熊貓的體細(xì)胞植入去核后的兔卵細(xì)胞中,成功地培育出了大熊貓的早期胚胎,克隆大熊貓面臨的兩個(gè)關(guān)鍵問題中的一個(gè)已經(jīng)解決.
三、克隆技術(shù)的影響
小羊多利是世界上第一個(gè)利用體細(xì)胞克隆成功的動(dòng)物. 克隆多利的成功,從理論上說明了高度分化的細(xì)胞,經(jīng)過一定手段處理之后,也可回復(fù)到受精卵時(shí)期的合子功能；說明了在發(fā)育過程中,細(xì)胞質(zhì)對(duì)異源的細(xì)胞核的發(fā)育有調(diào)控作用.它對(duì)生物遺傳疾病的治療、優(yōu)良品種的培育和擴(kuò)群等提供了重要途徑,對(duì)物種的優(yōu)化、 對(duì)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的擴(kuò)群均有一定作用.另外,利用克隆技術(shù)可以大量復(fù)制珍稀動(dòng)物,挽救瀕危物種,調(diào)節(jié)大自然的生態(tài)平衡,為人類造福.
自克隆小羊多利成功后,世界各國引起強(qiáng)烈的反響,以致梵蒂岡教廷和美國總統(tǒng)克林頓都對(duì)之發(fā)表了評(píng)論.有的人把它看作福音,有的人則把它視為禍水. 克隆技術(shù)取得突破,給人類帶來極大的好處,最大的好處是培養(yǎng)大量品質(zhì)優(yōu)良的家畜,豐富人們的物質(zhì)生活,使畜牧業(yè)的成本降低,效率提高,還可提供某些藥物原料以提高人類免疫功能等.在小羊多利之前,英國 羅斯林研究所曾培育出一只奶中含治療血友病藥物原料的轉(zhuǎn)基因羊,一家公司以50萬英鎊的高價(jià)買去.如果利用體細(xì)胞大批"復(fù)制"這只羊,就可挽救更多患者的生命. 英國PPL公司已培育出羊奶中含有治療肺氣腫的a一1抗胰蛋白酶的母羊.這種羊奶的售價(jià)是6千美元一升,一只母羊就好比一座制藥廠.用什么辦法能最有效、最方便地使這種羊擴(kuò)大繁殖呢?最好的辦法就是"克隆".同樣,荷蘭PHP公司培育出能分泌人乳鐵蛋白的牛,以色列LAS公司育成了能生產(chǎn)血清白蛋白的羊,這些高附加值的牲畜如何有效地繁殖?答案當(dāng)然還是"克隆".母馬配公驢可以得到雜種優(yōu)勢特別強(qiáng)的動(dòng)物---騾,然而騾不能繁殖后代,那么,優(yōu)良的騾如何擴(kuò)大繁殖?最好的辦法也是"克隆".我國的大熊貓是國寶,但自然交配成功率低,因此己瀕臨絕種.如何挽救這類珍稀動(dòng)物"克隆"為人類提供了切實(shí)可行的途徑.除此之外,克隆動(dòng)物對(duì)于研究癌生物學(xué)、研究免疫學(xué)、研究人的壽命等都有不可低估的作用.
不可否認(rèn),"克隆綿羊"的問世也引起了許多人對(duì)"克隆人"的興趣,例如,有人在考慮,是否可用自己的細(xì)胞克隆成一個(gè)胚胎,在其成形前就冰凍起來.在將來的某一天,自身的某個(gè)器官出了問題時(shí),就可從胚胎中取出這個(gè)器官進(jìn)行培養(yǎng),然后替換自己病變的器官,這也就是用克隆技術(shù)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(xué)家嚴(yán)重不安.一項(xiàng)以"治療疾病、用于器官移植"為名的"克隆"項(xiàng)目,竟然第一次復(fù)制了人類胚胎,這對(duì)于人類是福是禍,實(shí)在難以預(yù)料. 當(dāng)代生物史證明,克隆技術(shù)只能復(fù)制出外貌特征相同的生物,不能克隆出被復(fù)制者原有的才能.人的思想才能受后天的制約.所以,即使有人能克隆出酷似歷史上的偉大領(lǐng)袖、偉大科學(xué)家那樣的人物,也僅在外貌上相同,卻缺乏偉大領(lǐng)袖、偉大科學(xué)家那樣的思想、氣質(zhì)、才能,試問這樣的克隆具有什么意義?
有關(guān)"克隆人"的討論提醒人們,科技進(jìn)步是一首悲喜交集的進(jìn)行曲.科技越發(fā)展,對(duì)社會(huì)的滲透越廣泛深入,就越有可能引起許多有關(guān)的倫理、道德和法律等問題. 諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,著名分子生物學(xué)家J.D.沃森說過："可以期待,許多生物學(xué)家,特別是那些從事無性繁殖研究的科學(xué)家,將會(huì)嚴(yán)肅地考慮它的含意,并展開科學(xué)討論,用以教育世界人民".目前美國杰隆公司出資 2800萬美元買下了羅斯林研究所下屬的羅斯林生物醫(yī)學(xué)公司,獲得了克隆小羊多莉時(shí)所用細(xì)胞核移植技術(shù).這一交易的主要目的是為了推動(dòng)用于器官移植的人類干細(xì)胞克隆技術(shù)的研究.然而,這項(xiàng)取得突破的研究卻引起許多道德問題.生物倫理學(xué)者和來自不同教派的宗教領(lǐng)袖都對(duì)此嚴(yán)加譴責(zé),但《華盛頓郵報(bào)》說,美國政府禁止利用官方資金從事人類胚胎的研究工作,但私人出資卻是合法的. 一些倫理學(xué)者擔(dān)心,培植人類胚胎細(xì)胞的計(jì)劃最終將導(dǎo)致大量復(fù)制人類