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克隆之謎

  克隆一詞是由clone音譯而來,在音譯名出現以前曾有一個意譯名--無性繁殖系,指由單一細胞或共同祖先經有絲分裂得到的細胞群體或有機群體。

  我們通過細胞培養可以得到一個細胞克隆。在微生物實驗時,通過倒平皿,我們可以得到一個個的菌落,這些菌落其實就是細菌的克隆。可見克隆原來是個名詞,指一群細胞或一群個體。隨着分子生物學的發展,出現了核移植與基因工程之類的操作。核移植操作可以得到重建細胞,重建細胞可以繁殖成一個無性系;基因工程操作可以將某一被選定的基因拼接到質粒的複製子上,隨着複製子的複製也能得到DNA分子的無性系。於是,有人就把這類操作稱作克隆,即將clone一詞由名詞轉化成動詞,並將核移植稱為 nuclear cloning(核克隆),通過基因工程得到DNA分子的無性系稱為molecular cloning(分子克隆)。在這裏克隆是一種實現無性繁殖(a***ual reproduction)的操作,是一種顯微操作或分子生物學操作,而不是一般意義上的無性繁殖(或無性繁殖操作)。這也許正是克隆一詞能夠存在而不被無性繁殖替代的原因。

  多利羊又稱克隆羊,其實是用核克隆技術產生的羊。有人說,只有多利羊才是真正的克隆羊,其他報導,如克隆豬、克隆牛等,由於它們是由胚胎細胞發育而成的,而胚胎細胞是有性繁殖產生的,所以,不是真正意義上的克隆。這是一種誤解,是由於對有性過程在時間上把握不準所造成的。有性過程到受精卵、即合子形成時即告結束,合子分裂一旦開始即與有性過程無關了。如果說分裂后的胚胎細胞是有性繁殖產生的,那麼,體細胞追究下去也是有性繁殖產生的。但事實上它們都是由合子經有絲分裂逐漸產生的。這就是說,有性繁殖實際上是經過一次有性過程和許多次無性過程,最後產生一個成活的後代而實現的。從胚胎中取出一個細胞使之發育成一個個體,這顯然應屬於無性繁殖。所以,從這個意義上講,杜里舒是克隆技術(細胞克隆技術)的創始人,他的將兩分裂球時期的細胞分開,使之發育成兩個海膽的實驗,是最早的克隆實驗。而人類的同卵雙生雙胞胎,就是經天然細胞克隆化產生的。而克隆豬、克隆牛,如果是經核移植育成的,則不管供核細胞是來自早期胚胎細胞,還是已分化細胞,均屬於真正意義上的克隆技術,而且是比杜里舒的水平高得多的克隆技術。

  這裏順便提一下,因為中文詞不能從詞形上看出詞性,所以,"細胞克隆"一詞既可看成名詞,又可看成動詞。作為名詞,細胞克隆指細胞的一個無性繁殖系。作為動詞,它與核克隆、分子克隆對應,指用細胞去無性繁殖。為了與前者區別,作者建議該意思可用"細胞克隆化"或"細胞克隆技術"來表達。應用細胞克隆技術,可將細胞克隆成一個無性繁殖的細胞群體,如細胞培養中得到的克隆;也可使克隆后的細胞分化、發育成一個無性繁殖的個體,如杜里舒得到的海膽,某些研究者得到的克隆豬、克隆牛等。

  多利羊與其它克隆動物的區別不在於是不是無性繁殖,而在於供核細胞的分化程度。早期胚胎細胞基本上是未分化細胞,即使是成形胚胎的已分化細胞,其細胞分化程度也遠低於成年個體的已特化細胞。能將已特化細胞克隆成一個成活的個體,從理論上講這是一次重大突破。這說明,已特化細胞的遺傳結構即使發生了變化,這種變化也不是不可逆的,至少特化至乳腺上皮細胞時還是如此。至於神經細胞、腦細胞的特化是不是不可逆的,也可用核移植的方法檢驗。不過可以預料,克隆神經細胞,難度肯定要高於乳腺上皮細胞。

  話說到這裏你一定能理解,為什麼說克隆不是複製的同義詞了。提起複制,我們最熟悉的就是用複印機複印文件,通過複印得到的複製品與原件是完全一樣的。DNA的複製結果就是如此,所以複製用於DNA的合成是一個非常確切的術語。而克隆則是一個過程,克隆產生的個體還需進行胚胎髮育和胎后發育,克隆個體與原本之間有一段年齡差異。由於發育過程既受基因主宰又受環境調控,而克隆與其原本儘管基因相同,所處環境卻絕不會相同,所以,克隆與其原本是不可能像複製品與原件那樣完全一樣的。再者,如果克隆個體是由核移植產生的,那麼,由於重建細胞的細胞質並非來自原本,而我們知道細胞質中也有遺傳物質,它們必然會對個體產生影響,所以,更不能把克隆個體看成是原本的複製品。

  克隆個體可以看成是原本的再生,但不是原本的復活。因為:i.克隆個體和原本可以同時存在,ii.儘管從遺傳結構上看克隆個體和原本是姐妹(兄弟)關係,但從年齡上看它們卻是親子關係。無性繁殖的生物仍然有"代"的概念,克隆個體也應有"代"的概念。而且,克隆個體的代間界限也是很容易劃分的。由原本的體細胞產生的克隆個體是第1代,克隆個體成為成體后從其體細胞再克隆,即可得到第2代克隆個體。理論上講,正如無性繁殖可以一代接一代地傳下去一樣,克隆個體的代數也是無止境的。只不過克隆不是自然進行的繁殖,而是人為操作,是否有必要一代代克隆下去值得懷疑。如果沒有理論或實際上的意義,可能不會有人願意做多代克隆的工作。

  6月16日,由西北農林科技大學生物工程研究所所長、教授、博士生導師張涌博士主持的國家自然科學基金重點項目和農業部重點項目“體細胞克隆山羊的研究”取得重大突破,世界首例成年體細胞克隆山羊今天在西北農林科技大學種羊場順利誕生。這標志著我國動物體細胞克隆技術已躋身於世界先進行列,將對我國體細胞克隆技術的發展與完善產生重大影響。

  這隻體細胞克隆山羊起名“元元”,於當天中午12:58誕生,體長36厘米,體高30厘米,體重2.8公斤,毛色為青灰色。

  1999年12月至今年元月,張涌教授領導課題組從一隻成年青山羊的耳朵上採集下體細胞,經體外傳代培養,選出5-10代的體細胞,用於組裝克隆胚。同時,他們將從屠宰場採集的山羊卵母細胞在體外培養成熟,在組裝過程中,去掉卵母細胞的細胞核,再將青山羊體細胞核注入去核的卵母細胞中。經過體外培養,移植給受體山羊。經過5個月的孕育,順利產下一隻體細胞克隆山羊。不久,科學家將通過遺傳分析,對“元元”進行正身。據悉,另一隻妊娠受體將於6月底前生產。

  根據專家介紹,生產“元元”所採用的克隆技術與英國體細胞克隆綿羊“多利”的技術完全不同。我國研究人員所採用的技術是立足國內條件,經反覆實驗探索,在上百次失敗的經歷中總結出來的具有自主知識產權的一整套動物體細胞克隆技術。
 

本文源自: 环亚AG88

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