克隆技術(shù)奇妙在

【專家解說】：克隆是指生物體通過體細(xì)胞進(jìn)行的無性繁殖，以及由無性繁殖形成的基因型完全相同的后代個(gè)體組成的種群。通常是利用生物技術(shù)由無性生殖產(chǎn)生與原個(gè)體有完全相同基因組之后代的過程?？茖W(xué)家把人工遺傳操作動(dòng)物繁殖的過程叫克隆，這門生物技術(shù)叫克隆技術(shù)，其本身的含義是無性繁殖，即由同一個(gè)祖先細(xì)胞分裂繁殖而形成的純細(xì)胞系，該細(xì)胞系中每個(gè)細(xì)胞的基因彼此相同。 克隆也可以理解為復(fù)制、拷貝，就是從原型中產(chǎn)生出同樣的復(fù)制品，它的外表及遺傳基因與原型完全相同。 時(shí)至今日，“克隆”的含義已不僅僅是“無性繁殖”，凡是來自同一個(gè)祖先，無性繁殖出的一群個(gè)體，也叫“克隆”。這種來自同一個(gè)祖先的無性繁殖的后代群體也叫“無性繁殖系”，簡(jiǎn)稱無性系。簡(jiǎn)單講就是一種人工誘導(dǎo)的無性繁殖方式。但克隆與無性繁殖是不同的。無性繁殖是指不經(jīng)過雌雄兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合、只由一個(gè)生物體產(chǎn)生后代的生殖方式，常見的有孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。由植物的根、莖、葉等經(jīng)過壓條或嫁接等方式產(chǎn)生新個(gè)體也叫無性繁殖。綿羊、猴子和牛等動(dòng)物沒有人工操作是不能進(jìn)行無性繁殖的?？寺⊙蚨嗬彩强寺〉漠a(chǎn)物。關(guān)于克隆的設(shè)想，我國(guó)明代的大作家吳承恩已有精彩的描述——孫悟空經(jīng)常在緊要關(guān)頭拔一把猴毛變出一大群猴子，猴毛變猴就是克隆猴。從理論上講，猴子毛含全部脫氧核糖核酸序列，也就是可以克隆，但是事實(shí)上，我們的技術(shù)沒有先進(jìn)到這樣的地步。 另外一種克隆方法是提取兩個(gè)或多個(gè)人的基因細(xì)胞進(jìn)行組合形成胚胎,出生后的克隆人將有提供基因的幾個(gè)人的特征.就像游戲(終極刺客代號(hào)47)里面的克隆人47\17號(hào)一樣,主角殺手47是一個(gè)克隆人.他的基因來源于五個(gè)人的組合在一起. [編輯本段]基本過程 先將含有遺傳物質(zhì)的供體細(xì)胞的核移植到去除了細(xì)胞核的卵細(xì)胞中，利用微電流刺激等使兩者融合為一體，然后促使這一新細(xì)胞分裂繁殖發(fā)育成胚胎，當(dāng)胚胎發(fā)育到一定程度后，再被植入動(dòng)物子宮中使動(dòng)物懷孕，便可產(chǎn)下與提供細(xì)胞者基因相同的動(dòng)物。這一過程中如果對(duì)供體細(xì)胞進(jìn)行基因改造，那么無性繁殖的動(dòng)物后代基因就會(huì)發(fā)生相同的變化。 克隆技術(shù)不需要雌雄交配，不需要精子和卵子的結(jié)合，只需從動(dòng)物身上提取一個(gè)單細(xì)胞，用人工的方法將其培養(yǎng)成胚胎，再將胚胎植入雌性動(dòng)物體內(nèi)，就可孕育出新的個(gè)體。這種以單細(xì)胞培養(yǎng)出來的克隆動(dòng)物，具有與單細(xì)胞供體完全相同的特征，是單細(xì)胞供體的“復(fù)制品”。英國(guó)英格蘭科學(xué)家和美國(guó)俄勒岡科學(xué)家先后培養(yǎng)出了“克隆羊”和“克隆猴”?？寺〖夹g(shù)的成功，被人們稱為“歷史性的事件，科學(xué)的創(chuàng)舉”。有人甚至認(rèn)為，克隆技術(shù)可以同當(dāng)年原子彈的問世相提并論。 克隆技術(shù)可以用來生產(chǎn)“克隆人”，可以用來“復(fù)制”人，因而引起了全世界的廣泛關(guān)注。對(duì)人類來說，克隆技術(shù)是悲是喜，是禍?zhǔn)歉?？唯物辯證法認(rèn)為，世界上的任何事物都是矛盾的統(tǒng)一體，都是一分為二的?？寺〖夹g(shù)也是這樣。如果克隆技術(shù)被用于“復(fù)制”像希特勒之類的戰(zhàn)爭(zhēng)狂人，那會(huì)給人類社會(huì)帶來什么呢？即使是用于“復(fù)制”普通的人，也會(huì)帶來一系列的倫理道德問題。如果把克隆技術(shù)應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)，將會(huì)使優(yōu)良牲畜品種的培育與繁殖發(fā)生根本性的變革。若將克隆技術(shù)用于基因治療的研究，就極有可能攻克那些危及人類生命健康的癌癥、艾滋病等頑疾。克隆技術(shù)猶如原子能技術(shù)，是一把雙刃劍，劍柄掌握在人類手中。人類應(yīng)該采取聯(lián)合行動(dòng)，避免“克隆人”的出現(xiàn)，使克隆技術(shù)造福于人類社會(huì)。 [編輯本段]早期研究 同一克隆的所有成員的遺傳構(gòu)成是完全相同的，例外僅見于有突變發(fā)生時(shí)。自然界早已存在天然植物、動(dòng)物和微生物的克隆，例如：同卵雙胞胎實(shí)際上就是一種克隆。然而，天然的哺乳動(dòng)物克隆的發(fā)生率極低，成員數(shù)目太少（一般為兩個(gè)），且缺乏目的性，所以很少能夠被用來為人類造福，因此，人們開始探索用人工的方法來生產(chǎn)高等動(dòng)物克隆。這樣，克隆一詞就開始被用作動(dòng)詞，指人工培育克隆動(dòng)物這一動(dòng)作。 目前，生產(chǎn)哺乳動(dòng)物克隆的方法主要有胚胎分割和細(xì)胞核移植兩種?？寺⊙颉岸嗬颉?，以及其后各國(guó)科學(xué)家培育的各種克隆動(dòng)物，采用的都是細(xì)胞核移植技術(shù)。所謂細(xì)胞核移植，是指將不同發(fā)育時(shí)期的胚胎或成體動(dòng)物的細(xì)胞核，經(jīng)顯微手術(shù)和細(xì)胞融合方法移植到去核卵母細(xì)胞中，重新組成胚胎并使之發(fā)育成熟的過程。與胚胎分割技術(shù)不同，細(xì)胞核移植技術(shù)，特別是細(xì)胞核連續(xù)移植技術(shù)可以產(chǎn)生無限個(gè)遺傳相同的個(gè)體。由于細(xì)胞核移植是產(chǎn)生克隆動(dòng)物的有效方法，故人們往往把它稱為動(dòng)物克隆技術(shù)。 采用細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的設(shè)想，最初由漢斯·施佩曼在1938年提出，他稱之為“奇異的實(shí)驗(yàn)”，即從發(fā)育到后期的胚胎（成熟或未成熟的胚胎均可）中取出細(xì)胞核，將其移植到一個(gè)卵子中。這一設(shè)想是現(xiàn)在克隆動(dòng)物的基本途徑。 從1952年起，科學(xué)家們首先采用青蛙開展細(xì)胞核移植克隆實(shí)驗(yàn)，先后獲得了蝌蚪和成體蛙。1963年，我國(guó)童第周教授領(lǐng)導(dǎo)的科研組，首先以金魚等為材料，研究了魚類胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)，獲得成功。 1964年，英國(guó)科學(xué)家格登（J.Gurdon)將非洲爪蟾未受精的卵用紫外線照射，破壞其細(xì)胞核，然后從蝌蚪的體細(xì)胞——場(chǎng)上皮細(xì)胞中吸取細(xì)胞核，并將該核注入核被破壞的卵中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有1.5%這種移核卵分化發(fā)育成為正常的成蛙。格登的試驗(yàn)第一次證明了動(dòng)物的體細(xì)胞核具有全面性。 哺乳動(dòng)物胚胎細(xì)胞核移植研究的最初成果在1981年取得——卡爾·伊爾門澤和彼得·霍佩用鼠胚胎細(xì)胞培育出發(fā)育正常的小鼠。1984年，施特恩·維拉德森用取自羊的未成熟胚胎細(xì)胞克隆出一只活產(chǎn)羊，其他人后來利用牛、豬、山羊、兔和獼猴等各種動(dòng)物對(duì)他采用的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了重復(fù)實(shí)驗(yàn)。1989年，維拉德森獲得連續(xù)移核二代的克隆牛。1994年，尼爾·菲爾斯特用發(fā)育到至少有120個(gè)細(xì)胞的晚期胚胎克隆牛。到1995年，在主要的哺乳動(dòng)物中，胚胎細(xì)胞核移植都獲得成功，包括冷凍和體外生產(chǎn)的胚胎；對(duì)胚胎干細(xì)胞或成體干細(xì)胞的核移植實(shí)驗(yàn)，也都做了嘗試。但到1995年為止，成體動(dòng)物已分化細(xì)胞核移植一直未能取得成功。 克隆羊“多莉”的意義和引起的反響 以上事實(shí)說明，在1997年2月英國(guó)羅斯林研究所維爾穆特博士科研組公布體細(xì)胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展。實(shí)際上，“多莉”的克隆在核移植技術(shù)上沿襲了胚胎細(xì)胞核移植的全部過程，但這并不能減低“多莉”的重大意義，因?yàn)樗鞘澜缟系谝焕?jīng)體細(xì)胞核移植出生的動(dòng)物，是克隆技術(shù)領(lǐng)域研究的巨大突破。這一巨大進(jìn)展意味著：在理論上證明了，同植物細(xì)胞一樣，分化了的動(dòng)物細(xì)胞核也具有全能性，在分化過程中細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)沒有不可逆變化；在實(shí)踐上證明了，利用體細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)物克隆的技術(shù)是可行的，將有無數(shù)相同的細(xì)胞可用來作為供體進(jìn)行核移植，并且在與卵細(xì)胞相融合前可對(duì)這些供體細(xì)胞進(jìn)行一系列復(fù)雜的遺傳操作，從而為大規(guī)模復(fù)制動(dòng)物優(yōu)良品種和生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物提供了有效方法。 在理論上，利用同樣方法，人可以復(fù)制“克隆人”，這意味著以往科幻小說中的獨(dú)裁狂人克隆自己的想法是完全可以實(shí)現(xiàn)的。因此，“多莉”的誕生在世界各國(guó)科學(xué)界、政界乃至宗教界都引起了強(qiáng)烈反響，并引發(fā)了一場(chǎng)由克隆人所衍生的道德問題的討論。各國(guó)政府有關(guān)人士、民間紛紛作出反應(yīng)：克隆人類有悖于倫理道德。盡管如此，克隆技術(shù)的巨大理論意義和實(shí)用價(jià)值促使科學(xué)家們加快了研究的步伐，從而使動(dòng)物克隆技術(shù)的研究與開發(fā)進(jìn)入一個(gè)高潮。 [編輯本段]近年來克隆研究的重要成果 克隆羊“多莉”的誕生在全世界掀起了克隆研究熱潮，隨后，有關(guān)克隆動(dòng)物的報(bào)道接連不斷。1997年3月，即“多莉”誕生后1個(gè)月，美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣和澳大利亞科學(xué)家分別發(fā)表了他們成功克隆猴子、豬和牛的消息。不過，他們都是采用胚胎細(xì)胞進(jìn)行克隆，其意義不能與“多莉”相比。同年7月，羅斯林研究所和PPL公司宣布用基因改造過的胎兒成纖維細(xì)胞克隆出世界上第一頭帶有人類基因的轉(zhuǎn)基因綿羊“波莉”（Polly）。這一成果顯示了克隆技術(shù)在培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物方面的巨大應(yīng)用價(jià)值。 1998年7月，美國(guó)夏威夷大學(xué)Wakayama等報(bào)道，由小鼠卵丘細(xì)胞克隆了27只成活小鼠，其中7只是由克隆小鼠再次克隆的后代，這是繼“多莉”以后的第二批哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植后代。此外，Wakayama等人采用了與“多莉”不同的、新的、相對(duì)簡(jiǎn)單的且成功率較高的克隆技術(shù)，這一技術(shù)以該大學(xué)所在地而命名為“檀香山技術(shù)”。 此后，美國(guó)、法國(guó)、荷蘭和韓國(guó)等國(guó)科學(xué)家也相繼報(bào)道了體細(xì)胞克隆牛成功的消息；日本科學(xué)家的研究熱情尤為驚人，1998年7月至1999年4月，東京農(nóng)業(yè)大學(xué)、近畿大學(xué)、家畜改良事業(yè)團(tuán)、地方（石川縣、大分縣和鹿兒島縣等）家畜試驗(yàn)場(chǎng)以及民間企業(yè)（如日本最大的奶商品公司雪印乳業(yè)等）紛紛報(bào)道了，他們采用牛耳部、臀部肌肉、卵丘細(xì)胞以及初乳中提取的乳腺細(xì)胞克隆牛的成果。至1999年底，全世界已有6種類型細(xì)胞——胎兒成纖維細(xì)胞、乳腺細(xì)胞、卵丘細(xì)胞、輸卵管／子宮上皮細(xì)胞、肌肉細(xì)胞和耳部皮膚細(xì)胞的體細(xì)胞克隆后代成功誕生。 2000年6月，中國(guó)西北農(nóng)林科技大學(xué)利用成年山羊體細(xì)胞克隆出兩只“克隆羊”，但其中一只因呼吸系統(tǒng)發(fā)育不良而早夭。據(jù)介紹，所采用的克隆技術(shù)為該研究組自己研究所得，與克隆“多莉”的技術(shù)完全不同，這表明我國(guó)科學(xué)家也掌握了體細(xì)胞克隆的尖端技術(shù)。 在不同種間進(jìn)行細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)也取得了一些可喜成果，1998年1月，美國(guó)威斯康星一麥迪遜大學(xué)的科學(xué)家們以牛的卵子為受體，成功克隆出豬、牛、羊、鼠和獼猴五種哺乳動(dòng)物的胚胎，這一研究結(jié)果表明，某個(gè)物種的未受精卵可以同取自多種動(dòng)物的成熟細(xì)胞核相結(jié)合。雖然這些胚胎都流產(chǎn)了，但它對(duì)異種克隆的可能性作了有益的嘗試。1999年，美國(guó)科學(xué)家用牛卵子克隆出珍稀動(dòng)物盤羊的胚胎；我國(guó)科學(xué)家也用兔卵子克隆了大熊貓的早期胚胎，這些成果說明克隆技術(shù)有可能成為保護(hù)和拯救瀕危動(dòng)物的一條新途徑。 奇妙的克隆克隆技術(shù)已展示出廣闊的應(yīng)用前景，概括起來大致有以下四個(gè)方