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多利羊的克隆过程 [多利:克隆的葬礼]

时间:2019-02-03 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  2006年2月14日,克隆羊多利安然辞世。选择在情人节这天给多利执行安乐死,显然具有象征意义――它是无性生殖的产物。   坎坷“克隆路”   诞生于苏格兰的多利是克隆成果的集大成者。回溯克隆的历史,苏格兰无疑是最适合多利降生的地方,这里有欧洲最早的医学院,也是青霉素的发现地,现在又将成为克隆技术的圣地。
  早在2000多年以前,克隆就已经融入到人?的生活当中。果农?广用嫁接等无性繁殖技术克隆亲代的优良属性,但直到1958年,现代意义的实验室克隆技术才得以最终确立。这一年,英国人Steward把一块成熟的胡萝卜组织成功分化克隆为一棵完整植株,从而证明了植物的成熟细胞仍然具有功能的完整性。
  但动物细胞也同样具有全能性吗?首次动物克隆实验于1964年完成,并对这一疑问给出了肯定回答。英国人Gurdon把蝌蚪肠壁细胞的细胞核转移到已经去核的蛙卵细胞中,成功培育出了正常的成年蛙。这个由英国人确立的核转移克隆技术,奠定了该领域的实验标准,以后进行的实验只是在供核细胞方面略有不同。
  虽然已经没有理论障碍,但是技术难度却一直难以逾越;诞生多利的种子已经播下,唯独土壤尚未准备就绪。在克隆曙光惊现20多年后,鱼、鼠、牛等克隆动物才依次登场,供体细胞都取自胚胎期。某些商业公司从中看到了商机,据悉,荷兰公司Pharming率先进行基因改造实验,让转基因动物在牛奶中产生了特殊蛋白质。此外,在延续生物反应器的生产能力方面,克隆技术也有用武之地。
  多利“诞生记”
  无独有偶成立于1989年的苏格兰PPL公司有着同样的野心,他?与苏格兰罗斯林研究所合作,尝试克隆动物。为了规避利用胚胎细胞克隆动物所可能带来的伦理学困境,他?希望从成年动物的体细胞中获得细胞核。
  1991年,科学家基思•坎贝尔加入研究所从事博士后研究,他全面负责克隆羊的技术探索;当时他的顶头上司威尔穆特是罗斯林研究所的高级工程师,负责协调指挥工作。五年后,坎贝尔等利用前辈Gurdon创立的核转移克隆技术,成功克隆出世界上首批克隆羊:Megan和Morag。论文于当年发表于《自然》杂志上,但这篇论文当时并没有引起公众的广泛关注,因为他?使用的是胚胎期细胞核。十年后再度回首这段历史,坎贝尔始终认为该论文的重要性甚至超过了多利的诞生――该论文最终奠定了克隆多利的技术基础,而他本人却是该论文的第一作者。
  但最让克隆专家?失望的是,虽然他?决心从乳腺上皮细胞中获取细胞核在当时来说是无可厚非的(用此方法获取的细胞核是和胚胎成纤维细胞最接近的体细胞),但核受体仍然是卵细胞,因为他?认为卵细胞内含有促进基因分化的必不可少的物质。
  接下来,他?首先提取怀孕多赛特母羊(白脸)乳腺细胞中的细胞核,这些细胞核内包含有多利身上几乎所有的遗传信息,再将细胞核转移到苏格兰绵羊(黑脸)的去核卵细胞中,在微电流的刺激下,核与卵细胞融合为重建细胞。先将277个重建细胞暂时植入母羊的输卵管中,只有29个成功发育为胚胎。最后再将这些胚胎植入13只代理母羊子宫内,历经148天的艰难孕育后,一个编号为6LL3的小绵羊呱呱坠地,体重6.6千克,白脸――和它的基因母亲一样。
  这一天是1996年7月5日,世界上首只体细胞克隆哺乳动物诞生;彼时威尔穆特可能不在现场,但他拥有和多利最著名的合影。虽然多利的世界第一头衔拥有众多限定词,但威尔穆特明白其轰动性,技术和社会的互动史表明:当繁殖方式离人类天性越远,克隆对象离人类越近时,公众的兴趣则会越高,更何况羊只拥有比人类更大的大脑比例。论文中威尔穆特成了第一作者,这意味着他将是“多利之父”――虽然直到十年后,他才承认克隆羊的大部分功劳应该归于坎贝尔。
  “多利”号克隆飓风
  研究员?知道它必将成为大明星,所以给它起名为多利,同名女歌手不仅名声显赫,而且胸部巨大,这也正是研究员?对多利的另一个期望……和多利同期出生的还有另外7个兄弟,可是从来没有人听说过它?的名字,因为它?的基因都来自胚胎细胞核。
  1997年2月,威尔穆特在《自然》杂志上刊登论文的同时,也将多利介绍给了广大公众。多利掀起的克隆旋风,甚至比威尔穆特的预估更强大、更持久,即使是《自然》杂志的最大对手――美国的《科学》杂志也不得不将多利的诞生评为年度最佳科技成果。随后,医药大厂、野生动物保护者和疑难杂症患者也都从中看到了希望,尽管多利克隆技术的成功率低到让人起疑。
  核转移克隆技术仿佛空降人间,犹如重磅炸弹,激起了人?对生殖前景的担忧。既然羊只可以无性克隆,人类岂非也可以孤雌生子?伦理学的担忧固然有着前景考虑,但人?似乎忘记了一些基本事实:多利既不是首只克隆羊,也不是首只克隆哺乳动物,更不是首只克隆动物。只不过,以前的克隆技术都是从胚胎细胞中获取细胞核,而如今却改为取之不尽的体细胞,此时的公众不免有了“孙悟空拔毛化身”的紧张。随后,这种紧张情绪开始蔓延,以致于在1997年底,世界卫生组织一度要求禁止人类克隆。
  正当科学家忙于验证、公众热衷于激辩之时,多利则在苏格兰的室内羊圈中接受膜拜。女王般的(事实上,多利的确曾当选苏格兰反君主主义者心中最受欢迎的女王)生活固然尊贵,但却没有自由。所幸的是,多利两岁时,与一只威尔士山羊“喜结连理”,“新郎”名叫戴维,不久“爱情结晶”邦尼出世,次年再产三子。多利终于不负期望,以行动证明了名字的正确性。
  这两年是多利最幸福的年份,它以常规的婚配,回应了人?对克隆动物的种种担忧。此时的科学研究也有了很大进展:山羊、猪等动物相继克隆成功。核转移克隆技术正沿着乐观主义所设定的路线高歌猛进。直到2001年科学家又成功克隆了濒危的印度野牛,可惜不久在产后感染中死去……
  接下来的两年时间里,克隆技术持续成为科技记者?的追逐热点。“疯狂”的科学家?和邪教组织敏锐地洞察到这一热点,相继宣布克隆人计划,但这一计划最终引起了国际政治界的激烈反弹,法国和德国甚至建议联合国签署禁止繁殖性克隆人的条约(后被放弃)。
  然而,政治的吸引力显然不如多利的光环耀眼,2001年度最让人牵肠挂肚的莫过于多利罹患关节炎的消息,因为对于正处于青年期的多利来说,患上典型的老年疾病,可不是什么好迹象。人?对多利早衰的担心终于在分子生物学上有了明证,多利的染色体端粒比正常绵羊短20%,而端粒和细胞寿命密切相关。后来,另一项老年性疾病“进行性肺炎”开始袭击多利,为了避免遭受更大的痛苦,研究所决定对多利实施安乐死。这一年是公元2003年,多利享年6岁,寿命仅为正常绵羊寿命的一半。同年,英国PPL公司也陷入困境。
  反思与重生
  “沉舟侧畔千帆过”。多利和PPL的衰退,是对克隆技术的沉重打击,但利好消息仍然不断。2003年,克隆马、鹿和骡相继诞生,美国FDA也表示克隆动物的肉奶是安全的。在汹涌澎湃的克隆浪潮中,人?似乎有些迷失方向,成体动物的克隆仍是最吸引眼球的领域,但人?也将太多的精力和金钱花费于此。
  无形中,科学家?自己圈就了核转移克隆技术的伦理困境。体细胞克隆虽然规避了胚胎供核的伦理问题,但科学家?却误入歧途,将精力倾注于繁殖动物成体。多利所掀起的轩然大波清楚地说明,成体动物克隆正是人?最大的忧心所在。
  缅怀多利的低落情绪,很快被对克隆技术的反思所取代。克隆动物成体所形成的伦理学困境呼之欲出;早衰、非完美复制、低成功率的技术短板以及大量花费之后显现的黯淡前景……,这一切让很多人丧失了对核转移克隆技术的耐心,逐渐将关注的目光转向干细胞技术。
  更让人可喜的是,干细胞技术吸取教训,从一开始就避免制造动物成体,这不仅减少了早衰和成功率的问题,而且免除了人造生命的困惑。但这个免除又带来了另一个的悖论:人为地阻断胚胎发育成为生命的机会,把可能发展为人的胚胎硬生生拆成若干份,显然也不够人道。
  干细胞技术规避了上述难题,2007年,科学家成功地将皮肤细胞转化为干细胞――不需要卵细胞、不需要核转移、不需要胚胎、不制造成体的细胞。虽然仍不断有克隆成果问世,但干细胞技术似乎更有前途,甚至连威尔穆特也开始改弦易辙,宣布放弃核转移克隆技术,转向研究成体干细胞领域。因为威尔穆特深知,两种技术的互相融合是不可逆转的大趋势。
  作为生命科学史上最著名的动物明星之一,多利并不是技术标杆,它甚至可能只是核转移克隆技术的回光返照。多利的持久贡献在于,它给我?提供了一个反思技术与生命的契机。如今,安置在苏格兰国家博物馆内的多利标本,将时刻提醒我?不要忘记对技术与社会的审视,它将永远值得我?深藏在记忆的深处。

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