克隆技术

克隆技术综述
【摘要】1997年2月22日,英国罗斯林研究所的科学家维尔穆特等人宣布用体细胞克隆绵羊获得成功，在世界上引起巨大震动。

一时间，克隆绵羊“多利”成为动物界最耀眼的“明星”，其“咩咩”的叫声迅速响遍全球。

克隆技术的诞生无不令人拍案叫绝。

本文对克隆技术的过程，克隆技术面临的问题以及克隆技术的前景进行了综述。

【关键词】克隆技术的运用；面临问题；前景
Review of cloning technology
[Abstract] in February 22, 1997, the British Roslin Wermuth Institute scientistsannounced that with somatic cell cloned sheep success, caused great shock inthe world. For a time, cloned sheep "Dolly" become the animal world most dazzling "Star", the "baa" sounds quickly swept the global. Cloning technology isbe overwhelmed with admiration for all. In this paper, the process of cloning technology, cloning technology problems and cloning technology prospects were reviewed.
[keyword] use cloning technology; problem; Prospect
目录
一、克隆的含义 (2)
二、克隆的应用 (2)
2.1 动物克隆技术用于畜牡业生产 (2)
2.2 生产转基因动物 (2)
2.3 生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法： (2)
2.4 复制濒危的动物物种,保存和传播动物物种资源 (3)
三、克隆技术面临的问题 (3)
3.1 克隆效率太低,克隆动物早衰严重 (3)
3.2 基因印迹机理不清 (4)
3.3 克隆技术条件 (4)
3.4 社会伦理 (4)
四、克隆的发展前景 (5)
一、克隆的含义
克隆是英文“clone”一词的音译，是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程。

科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术，其本身的含义是无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。

克隆通常是一种人工诱导的无性生殖方式或者自然的无性生殖方式（如植物）。

一个克隆就是一个多细胞生物在遗传上与另外一种生物完全一样。

克隆可以是自然克隆，例如由无性生殖或是由于偶然的原因产生两个遗传上完全一样的个体（就像同卵双生一样）。

但是我们通常所说的克隆是指通过有意识的设计来产生的完全一样的复制。

二、克隆的应用
动物克隆技术已展示出广阔的应用前景,概括起来大致有以下四个方面:(1) 动物克隆技术用于畜牡业生产;(2)生产转基因动物;(3)生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法;(4)复制濒危的动物物种,保存和传播动物物种资源。

2.1 动物克隆技术用于畜牡业生产
利用优良动物品种的体细胞作核供体克隆动物，大大缩短育、种年限，加速动物育种的进程。

在动物杂种优势利用方面，可增强选育的种畜性状稳定，提高育种效率。

2.2 生产转基因动物
转基因动物研究是动物生物工程领域中最诱人和最有发展前景的课题之一,转基因动物可作为医用器官移植的供体、生物反应器,以及用于家畜遗传改良,创建疾病实验模型等。

体细胞克隆的成功为转基因动物生产掀起一场新的革命,动物体细胞克隆技术为迅速放大转基因动物所产生的种质创新效果提供了技术可能。

当今动物克隆技术最重要的应用方向之一,就是高附加值转基因克隆动物的研究开发。

2.3 生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法：
在体细胞克隆动物成功率低的情况下,利用ES细胞(embryonic stem cells)进行克隆可以增加成功率，因为ES是具有形成所有成年细胞类型潜力的全能干细胞。

科学家们一直试图诱导各种干细胞定向分化为特定的组织类型,来替代那些受损的体内组织,比如把产生胰岛素的细胞植入糖尿病患者体内。

因此Wakayama等用小鼠ES系细胞作核供体获得核移植小鼠, Mueller等用长期培养的PGCS (primordial germ cells)克隆获得一头公牛,Iwasaki等用牛ES细胞和四倍体胚胎聚合的嵌合体获得小牛, Amano等用小鼠ES细胞作核供体获得后代。

通过克隆动物的胚胎干细胞作异源移植,可以解决人类移植器官供求矛盾。

利用克隆技术对人类细胞和组织进行治疗。

用ES细胞定向分化作为种子细胞,将解决所用胚胎和卵母细胞来源困难和伦理问题。

现已从小鼠体细胞克隆胚胎中获得了35株ES细胞系,这为获得ES细胞提供了可行的办法。

这种核移植法的最终目的是用于干细胞治疗,而非得到克隆个体,科学家们称之为“治疗克隆”。

2.4 复制濒危的动物物种,保存和传播动物物种资源
克隆技术在抢救濒危珍稀物种、保护生物多样性方面可发挥重要作用。

以濒危稀有动物的体细胞为供核细胞进行种间核移植，可以解决对濒危稀有动物卵母细胞成熟不够、卵母细胞数量不足等问题。

陈大元等,Lanza等和Vogel等在这些领域做出了艰苦卓绝的工作，受到广泛的关注。

三、克隆技术面临的问题
尽管动物克隆技术有着广泛的应用前景,但离产业化尚有很大距离。

动物克隆技术作为一个新兴的研究领域,虽然在理论和技术上都还不完善，同时他还对社会有着一定的影响。

在技术上面动物克隆技术有着：（1）克隆效率太低,克隆动物早衰严重；（2）基因印迹机理不清；（3）克隆技术条件。

还有就是社会伦理上存在的问题也是相当严重的。

3.1 克隆效率太低,克隆动物早衰严重
克隆动物健康问题很多,世界各地的克隆动物流产、夭折、畸形现象都非常严重。

核移植总体效率低,一般仅为1%-6%。

这可能与供体核移入受体胞质后的重塑有关。

供体核发生去甲基化、去乙酰化等多种变化,在核重塑过程中基因表达异常都可能导致克隆效率降低。

这说明应进一步明确供核基因组的甲基化和乙酰化与核移植胚胎发育的作用机制。

克隆动物效率低与核移植胚胎细胞内的染色体异常、胚胎细胞凋亡、胚胎早期死亡、流产、胎盘发育异常有关。

重组胚胎的形态、发育潜能与胚胎细胞凋亡,囊胚的内细胞团
之间,内细胞团同滋养层细胞之间的关系与细胞数量的比例之间关系及发育机制需进一步深入研究。

染色体异常与核移植胚胎的妊娠失败和克隆动物的先天性畸形之间的关系尚不清楚。

克隆动物早衰、存活率低现象是当今核移植技术的最大缺陷。

而以成年体细胞核作核供体问题尤为严重。

它突出表现为:孕期流产率高,围产期死亡率高,新生仔畜体重较重及出生后对环境适应性较差,出生后发病率高和畸形率高。

这可能与核移植技术程序有关,对细胞膜和细胞超显微结构产生了机械和电击损伤以及一些物质对细胞产生的化学毒害作用,这些机理需进一步研究。

3.2 基因印迹机理不清
基因印迹(imprinting)是同源染色体上基因表达活性不同的遗传现象。

基因印迹现象在哺乳动物的发育过程中普遍存在,它与胚胎的生长发育和胎盘功能等都有关系。

有研究表明被检测的核移植胚胎基因表达不正常,也有报道核移植胚胎均有几百个非印迹基因表达异常。

印迹基因异常表达是造成克隆动物不正常的原因。

由此看来,合子前不完全重新编程影响着印迹基因和大多数非印迹基因的表达,从而导致克隆动物异常。

基因印迹对核移植后基因组重新编程的影响不明确。

基因印迹与动物克隆技术的成功及关系值得深入研究。

克隆动物种属及其细胞的差异,不同种属动物的克隆难易不同,其中的原因目前人们还不清楚。

3.3 克隆技术条件
动物克隆研究已在理论基础、技术优化及实际应用等方面取得很大进展,但该技术目前还很不完善,克隆机理性的相关理论研究还很薄弱。

另外,克隆胚胎与正常胚胎发育有何异同;胚胎细胞超显微结构及其功能等;线粒体与核移植胚胎发育的关系;细胞核移植的克隆动物在发育生物学中的一些基础问题,如细胞核质关系、细胞核发育全能性和多能性等,对这些问题的深入研究,将有助于加深人们对动物胚胎发育过程中分子机制的认识。

动物克隆技术的不断完善,还需要分子遗传学、细胞学、发育生物学等相关基础学科的进一步研究和发展。

因此,要提高动物克隆的成功率尚需不懈的努力。

3.4 社会伦理
克隆技术，特别是生殖性克隆，如果走出关键性的一步，那么它与治疗性克隆就有了本质的变化，问题的性质也就随之发生了根本的转变，从而造成目前难以解决的伦理错乱。

例如，克隆出来的人的社会定位问题，他与被克隆者之间的关系能不能被纳入到现有的伦理关系范畴中，人类的繁衍还需不需要两性的参与，它会不会致使夫妻关系和家庭关系遭受解体、乃至整个社会结构受到冲击的严重后果，克隆人会不会因为自己的性状是受控制形成的，而产生一种扭曲的心态、悲观的性情和沉重的宿命论思想，甚至因为具有强烈的
社会工具感而诱发复仇心理，大量基因结构完全相同可不可能引发一种无法攻克的新型疾病，并广泛蔓延而对人类未来的生存与发展带来致命的打击，这些冲突都是目前社会无法解决的难题和争议的焦点。

因此，即使克隆技术可以为许多不治之症带来福音，寻求更佳的治疗方案，但是，在克隆技术处于尚且无法确保克隆安全性的起步阶段，我们绝不能为了眼前的蝇头小利而对其技术空白、伦理难点视而不见，甚至不负责任地做出伤害人类的举措从而导致人道灾难，而应该慎重支持克隆技术，尊重人的自由、自主和自决，并以合理性作为衡量与评价克隆技术的唯一标准，这也就意味着只有合乎了理性原则，且不影响他人伦理意义上的个体独立后才能以一个全新的科学视角来探究克隆技术的重要价值和实际意义。

四、克隆的发展前景
哺乳动物体细胞克隆技术仍处于发展阶段，故在一定程度上存在技术缺陷，需要不断的完善提高才能达到较高的水平。

但就其发展而言，其应用前景十分广阔。

首先，体细胞克隆技术将被广泛的运用于畜牧业领域，从而提高畜禽个体的生产性能并加速优良品种的繁殖。

其次，由于某些濒危物种的个体数量少而无法保证其克隆实验的需要，所以异种体细胞克隆技术将作为挽救濒危物种的主要手段在今后将被广泛利用，以调节大自然的生态平衡，为人类造福。

另外，哺乳动物体细胞克隆技术在医学领域中的应用前景将更为广阔:
（1）将体细胞克隆技术与转基因技术相结合，开发出各种目标转基因动物及产品为人类服务。

（2）将基因打靶方法与体细胞克隆技术相结合，生产出人体所需的内脏器官以及替换人体内衰老或发生病变的器官。

随着哺乳动物体细胞克隆技术的发展，可以相信，以上几个方面，都将成为生物学家今后研究的热点。

参考文献
1．马志杰，李远森. 哺乳动物体细胞克隆技术研究现状及其存在的问题.西南民族大学学报.自然科学版第29卷第6期2003年10月
2．霍丹群，张云茹，范守城. 动物克隆技术及其发展新趋势自然杂志.科技进展第26卷第3期3．许玲，倪征. 克隆技术的伦理学思考南京中医药大学学报(社会科学版)2005年6月第6卷第2期
4．王栋 . 克隆技术利弊观解读山西高等学校社会科学学报第19卷第1 期2007年1月
5．陆树成，严勇. 关于克隆技术发展和应用的美学价值分析南京医科大学学报社会科学版第二期2004年6月
6．李晨. 克隆技术十年探路科学时报2007年2月27日。