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克隆技术发展历程

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1997年2月22日,英国罗斯林研究所的研究人员向公众宣布,经过几个月的精心呵护,他们用体细胞克隆技术培育出来的小绵羊“多利”正在茁壮成长。5天后,也就是2月27日,英国《自然》杂志全文刊登了罗斯林研究所的实验结果。这一消息震惊了世界,人们在措手不及之中迎来了克隆时代。

在中国科学院动物所研究员陈大元的办公室里,摆放着他克隆成功的牛的照片,书柜里陈列着各种有关克隆的书籍和奖状,一个老式的大电冰箱时不时发出一阵声响。陈大元和记者的交谈就从多利羊的问世开始。

10年来,虽然由克隆引发的种种道德和伦理之争一直没有停止过,但没有人否认,克隆正因其在农业和医药等领域的广泛应用,而离普通百姓越来越近。

体细胞克隆硕果满枝

“在多利羊以前,做的都是胚胎细胞克隆。我的导师童第周先生就是做胚胎克隆的,但是当时在中国叫做核移植。当时我国用胚胎克隆了鼠、牛、羊、猪等多种动物,克隆在当时的中国处于鼎盛时期。”陈大元回忆说,多利羊是用体细胞克隆出来的,体细胞和胚胎细胞不一样,是高度分化的细胞,很难回到胚胎细胞时期的性状。因此,多利羊的出现说明高度分化的细胞能回到胚胎细胞的状态,是生物学上一个非常轰动的成果。

“经过10年,变化是有的。但是我个人认为没有太大的改善。”陈大元这样告诉记者,对一项生物技术来说,10年其实是比较短的时间,有些重大的课题往往需要20~30年的时间。他认为,这10年来,比较多的工作还是在不同物种的动物中进行克隆的探索。

陈大元为记者细数了10年来克隆成功的大部分物种。1998年,英国PPL医疗公司宣布克隆出一头牛犊;日本科学家宣布用成年动物体细胞克隆的两头牛犊诞生;美国夏威夷大学科学家用成年鼠的体细胞成功培育出第三代共50多只克隆鼠,这是人类第一次用克隆动物克隆出克隆动物。

1999年,美国夏威夷大学的科学家利用成年体细胞克隆出第一只雄性老鼠;随后,以美籍华人科学家、康涅狄格大学教授杨向中为首的研究小组利用从一头13岁高龄的母牛耳朵上取出的细胞克隆出小牛。

2000年,杨向中的研究小组用体外长期培养后的公牛耳皮细胞成功克隆出6头牛犊;美国科学家宣布克隆猴成功,这只恒河猴被命名泰特拉;英国PPL医疗公司宣布成功培育出5头克隆猪。

2002年,美国克隆猫成功;2003年,美国成功克隆骡,法国克隆出大老鼠,韩国克隆出狗;2004年,美国又克隆出马。

中国的体细胞克隆研究从1999年开始跟上,当年扬州大学转基因克隆山羊成功;2000年,西北农林大学克隆山羊成功;2002年,中国克隆牛也成功了;此后,2003~2004年,中国科学家陆续克隆出牛和羊;2006年,中国农业大学和东北农业大学克隆猪都获得成功。

多个物种获得体细胞克隆的成功,被中国农业大学教授李宁看作克隆技术10年来的主要成就之一。李宁在接受《科学时报》采访时说,包括鼠、山羊、牛、狗、梅花鹿、猪、猫、马在内,大部分的家畜和部分宠物的克隆都获得了成功。同时,体细胞克隆技术还挽救了一些濒危甚至灭绝的物种,如新西兰短角牛是一种已经灭绝的动物,利用克隆技术,科学家成功克隆出这种牛。类似的濒危物种还有爪哇牛、意大利的野生盘羊。

陈大元曾用5年时间探索大熊猫的克隆,然而实验走到最后一步,大熊猫的囊胚却胎死黑熊腹中。“最后大熊猫没有生下来,真的非常可惜。”陈大元不无遗憾地说。

李宁认为,比较有历史意义的是,克隆技术让不能繁殖的物种实现了繁殖,例如骡子就可以用克隆技术实现无性繁殖。“家养和野生的动物都能被克隆,证明了克隆技术在物种繁殖上是有普遍意义的。”

“克隆”不等于“短命”

成功在中国克隆了牛和猪的李宁认为,10年来克隆技术的最大进展是,克隆效率已经从过去的不到1%提高到了平均5%的水平,也就是增长了5~6倍,更好的情况是能达到10%的成功率。

多利羊是277个细胞中唯一成功克隆的个体,说明克隆的效率很低。当时,克隆技术面临着受孕率低、流产率高、死亡率高的问题,这给人们造成一种怀疑:克隆技术真的能发展起来吗?陈大元告诉记者,甚至有些政策决策者也有着这样那样的误解。

但是,杨向中在美国用13岁的老龄牛克隆成功,使其寿命延长,证明了克隆动物并不短命。美国ACT公司克隆的24头牛都做了牛妈妈,说明克隆动物的繁殖能力没有减退。2000年,美国洛克菲勒大学的科学家宣布,他们在培育出连续6代克隆鼠后发现,克隆动物的染色体端粒不一定比正常动物更短,因而未必会早衰。这和早先有些科学家猜测端粒缩短导致早衰并不一致。

陈大元指出,多利羊的早衰比较特殊,但是多利羊就一个,又得过关节炎、肺炎,没有其他对照,属于特殊情况,不足以用它来说明克隆动物都是短命的。有人因为克隆动物成活率低而不重视它,但是这些缺陷会随着时间推移逐步改进。

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