克隆羊技术

三、克隆羊技术

1978年，美国的科幻小说《人的复制》用第一人称描写了克隆技术的最新发展动态及克隆人的全过程，惟妙惟肖，情节离奇曲折，许多细节竟与今天披露的克隆技术惊人地相似！如果说这本小说在当时还显得有些荒诞，但过了20年，也就是在20世纪末，“克隆人”便进入一些科学家的工作日程，“克隆人”也成为缠绕很多人的噩梦。

1997年2月23日，英国罗斯林研究所科学家维尔穆特（Wilmut）领导的研究小组宣布，已出生7个月的小羊多利是克隆羊。消息一公布，全世界哗然。小羊多利横空出世，马上带来了一场急风暴雨。

1．克隆羊技术与小羊多利的身世

哺乳动物正常的繁衍方

式，是受精卵经过细胞分裂发

育为胚胎，再长成为生物个

体，而多利的诞生是通过3只

羊“制造”出来的：第一只羊

是6岁的成年白色芬兰多塞

特母绵羊，它提供了细胞核；

第二只羊是苏格兰黑面母绵

羊，它提供了卵细胞；第三只图11、多利的“身世”

羊是一只苏格兰黑面母绵羊，它怀胎生下了多利。

维尔穆特等人克隆羊应用的是一种核移植技术。所谓核移植，就是利用一个动物的体细胞的细胞核（供体核）来代受精或未受精卵中的细胞核，形成一个重建的合子。从理论上来说，供体细胞核具有基因组全套遗传信息，可以直接发育成胚胎和形成与核供体动物完全相同的个体。尽管理论上是可行的，但实际上此前只是实现了以胚胎细胞为供体的核移植，并发育得到了新一代生物个体，却始终没有能实现由哺乳动物体细胞为核供体来重建合子并发育成原供体动物的“拷贝”。克隆原意是无性繁殖系。克隆动物就是不经过生殖细胞的受精过程而直接由体细胞获得新的动物个体，这个新个体是原核供体动物的拷贝。因此，由动物胚胎核移植培育出的新生物个体并不属于真正意义上的克隆。

在前人克隆动物多次失败的基础上，维尔穆特等人对直接从体细胞进行核移植操作技术和步骤进行了不断的探索和重要改进。他们先将一头6岁的白色芬兰母羊（核供体）的乳腺上皮细胞取出，并进行营养限制性培养以备用。再从一头苏格兰黑面母绵羊（卵

供体）体内获得了一些卵细胞（生殖细胞），用毛细吸管除去了卵细胞中原有的细胞核，留下细胞质。接着，使用电脉冲技术让两种细胞膜发生融合，使芬兰母羊乳腺细胞中的核释放并进入到卵细胞的细胞质中，并用电脉冲进一步刺激这种调了包的卵细胞即重组卵细胞，使它们一周内分裂了3次，形成8细胞的胚胎。最后再把这个胚胎植入另一头苏格兰黑面母绵羊（代孕母亲）的子宫内进一步发育。他们一共进行了277次这样的乳腺细胞核移植实验，获得了29个发育为8细胞的胚胎，立即分别植入13头代孕母亲的子宫中。

1996年7月5日，原始记录为6LL3的羊羔出生了，它被命名为多利。结果是第三只羊生下了多利，而多利的血统与孕育了它的这第三只羊毫无关系，与提供了生殖细胞的第二只羊毫无关系，却是与提供了体细胞的第一只羊一样的复制品，具有与供体核全套相同的遗传信息。因为它是那个调了包的细胞经过细胞分裂产生的生命体，这个细胞分裂过程也就是细胞核中的DNA不断自我复制的过程。

至此，全球第一例由体细胞克隆的哺乳动物终于问世了，它宣告了生命科学和生物技术的又一次大跨越。小羊多里的身世是非同寻常的，是有悖于传统的。因此人们把这一事件称为“生物炸弹”。

2、克隆技术带来的震撼

1997年2月23日，罗斯林研究所在英国的《Nature》杂志宣布：世界上首例来源于哺乳动物体细胞的克隆羊多利问世了。全球各大新闻媒介纷纷以头号新闻转载和传播了这一重大科学突破，消息传开，立刻惊动了全世界，有人为之高兴欢呼，有人为之担忧。

在克隆技术发展史上，多利羊是一个里程碑，因为克隆羊的成功在生命科学理论上有一个重大突破。传统的观点一直认为，在动物的体细胞与生殖细胞间有一条不可逾越的鸿沟，认为生殖细胞不仅携带全部的遗传信息，而且只有生殖细胞才有产生一个完整生命的能力；而体细胞不具备发育的全能性，不可能发育成各种各样的细胞。因为生命的过程，是从卵子受精开始，发育成一个完整的生命体，直到死亡。这是一个基因有次序表达的过程，开始有部分基因工作，以后这些基因又启动别的基因工作，启动顺序在前的基因工作一段时间会停止。基因的开启、表达不仅是有序的，而且是不可逆转的。即体细胞的分化一旦完成，必然走向死亡，只有一些低等动物是例外。例如，皮肤细胞不可能再发育成其它细胞，只能走向死亡。乳腺细胞是一个已高度分化的体细胞，好比已从一楼登上了高层，不可能重新上楼，再复制一个完整的生命。所以生物学家多年以来一直认为，高等动物不可能通过无性生殖繁衍后代，因为这是违反自然规律的。

多利的克隆成功说明高度分化了的

成年动物的体细胞不仅在遗传密码的

保存上是全息的，而且这种全息性会在

一定条件下表现出来。采用细胞核移植

技术可以使生命过程逆转，或生命过程

可以重新开始，例如把乳腺细胞的细胞

核移植到去核的卵细胞里，可以发育成图13、吴杰明小组培育的“克隆猪”

各种各样的细胞。对于植物的克隆人们已经司空见惯。折一个花枝插在水瓶中，它可以继续生长、开花并生出根须。但对于动物，特别是哺乳动物，这还是第一次。这打破了生物学界长期以来的定论。如果说我们过去认为生命过程的程序是固定的，多利羊的意义在于它表明生命过程是可以重新编程（reprogram）的。这是生命科学的一大突破。

我国分子遗传学家陈永福认为克隆技术与上一世纪人类发现遗传物质 DNA有同等的重要性。发现DNA只能解释生命，而克隆技术在一定程度上能够改变生命过程，从而调控生命，改善生命，为我们从整体上研究生命创造了条件。对生物学意义极其重大。

令科学家非常兴奋的，除了生命科学理论上的突破，还有克隆技术提供的广阔的应用前景。很多科学家充分肯定了克隆技术突破的意义，用“开辟了一个新时代”、“一座挖掘不尽的金矿”来形容。

多利羊的成功引发了很多遐想。例如用克隆的办法复制高产乳牛，从种牛身上切下1立方厘米的肉可以分离出10亿个细胞，那么克隆的办法显然要比母牛自然繁殖高效得多。还可以利用克隆技术拯救某些已经灭绝的动物，如猛玛象，如果从西伯利亚冰层下的猛玛象尸体取下冷冻细胞并救活，就可能利用克隆技术培育出猛玛象来。我国学者也已提出克隆大熊猫的设想。在医学领域，可以利用胚胎干细胞修补人体的组织器官等等。

很自然地，人们想到，是否可以用这样的技术复制某些有特殊价值的人？既然绵羊的体细胞可以被成功地克隆成一个新的个体，是否意味着人类也可以克隆自己呢？答案是明确的。从理论上看，既然绵羊可以被克隆，同属于哺乳动物人类的克隆最终也能成功，而且有关试管婴儿的试验和人类生殖控制等技术也都比较成熟，在技术层面上产问题都可以得到解决。有人还专门设计了克隆人或器官的技术路线与步骤。但是，是否应该允许进行克隆人的实验？这个问题就不那么简单了。这里涉及到一系列过去尚未遇到的重要问题，包括伦理道德、人类自身安全、克隆人是否健康、是否易引发基因突变等等。