有一些关于克隆的知识和科学童话。

克隆是英文“clone”或“克隆”的音译,而英文“clone”来源于希腊语“Klone”,原意是通过无性或无性繁殖来培育植物,如扦插、嫁接等。在中国大陆,被翻译为“无性繁殖”,在台港澳地区,一般被翻译为繁殖或殖民。中文还有更确切的词语表达克隆,“无性繁殖”、“克隆”、“纯系”。

克隆是指生物通过体细胞进行无性繁殖,以及通过无性繁殖形成的具有相同基因型的后代个体组成的群体。通常是利用生物技术,通过无性繁殖产生与原始个体基因组完全相同的后代的过程。科学家将人工基因操纵动物繁殖的过程称为克隆,而这种生物技术被称为克隆技术,其本身就意味着无性繁殖,即同一祖先细胞分裂繁殖形成的纯细胞系,其中每个细胞都有相同的基因。

克隆也可以理解为复制、复制,即从原型生产出相同的复制品,其外观和遗传基因与原型完全相同。今天,“克隆”的含义已经不仅仅是“无性繁殖”,而是指一群来自同一个祖先的个体进行无性繁殖。这种来自同一祖先的无性后代群体也称为“无性克隆”,简称克隆。简单来说就是一种人工诱导的无性繁殖方式。但是克隆不同于无性繁殖。无性生殖是指没有雌雄生殖细胞结合,只有一种生物产生后代的生殖方式。常见的繁殖方式有孢子繁殖、出芽繁殖和分裂繁殖。通过植物的根、茎、叶分层或嫁接产生新的个体,也叫无性繁殖。羊、猴、牛等动物没有人工操作是无法无性繁殖的。克隆羊多利也是克隆的产物。关于克隆的想法,我国明代大文豪吴承恩有过精彩的描述——孙悟空往往在关键时刻拔一把猴毛,变成一大群猴子,这当然是神话,但用今天的科学术语来说,孙悟空可以很快克隆出自己。理论上猴毛包含了所有的DNA序列,也就是可以克隆,但实际上我们的技术并没有那么先进。

另一种克隆方法是提取两个或两个以上的人的基因细胞,将他们结合起来形成一个胚胎。克隆人出生后会具有提供基因的几个人的特征。就像游戏里的克隆人47 ~+07(终极刺客代号47)一样,主角杀手47是克隆人。他的基因来自五个人的组合。

神奇的克隆正在向人类展示它诱人的前景!

基本过程

首先将一个含有遗传物质的供体细胞的细胞核移植到一个没有细胞核的卵细胞中,然后通过微电流刺激使两个细胞融合为一,然后促使这个新细胞分裂繁殖发育成胚胎。当胚胎发育到一定程度后,将其植入动物的子宫,使动物怀孕,这样就可以诞生与细胞供体基因相同的动物。在这个过程中,如果对供体细胞进行基因改造,无性动物后代的基因也会发生同样的变化。

克隆技术不需要雌雄交配,不需要精子和卵子的结合。它只需要从动物体内提取单个细胞,通过人工方法将其培养成胚胎,然后将胚胎植入雌性动物体内,繁殖出新的个体。这种用单细胞培养的克隆动物具有与单细胞供体完全相同的特征,是单细胞供体的“复制品”。英国和美国俄勒冈州的科学家相继培育出“克隆羊”和“克隆猴”。克隆技术的成功被称为“历史性事件和科学创举”。甚至有人认为克隆技术可以和当年原子弹的问世相提并论。

克隆技术可以用来生产“克隆人”和“复制人”,这在全世界引起了广泛关注。克隆对人类来说是悲是喜,是祸是福?唯物辩证法认为,世界上的一切事物都是矛盾的统一体,一分为二。克隆技术也是如此。如果用克隆技术来“复制”希特勒这样的战争狂人,会给人类社会带来什么?即使用来“复制”普通人,也会带来一系列伦理问题。如果将克隆技术应用于畜牧业生产,将使优良家畜品种的培育和繁殖发生根本性的变化。如果将克隆技术用于基因治疗的研究,就极有可能攻克癌症、艾滋病等危害人类生命健康的顽疾。克隆技术和原子能技术一样,是一把双刃剑,剑柄在人类手中。人类应该采取联合行动,避免“克隆人”的出现,让克隆技术造福人类。

同一个克隆体的所有成员的遗传组成是完全一样的,除非有突变。自然植物、动物和微生物的克隆在自然界早已存在。比如同卵双胞胎其实就是克隆。而自然哺乳动物克隆发生率极低,成员数量少(一般为两个),缺乏目的性,很少能用于造福人类。因此,人们开始探索人工方法来生产高等动物克隆体。这样,克隆一词开始作为动词来指代人工培育克隆动物的行为。

目前,生产哺乳动物克隆的方法主要有两种:胚胎分割和核移植。各国科学家培育的克隆羊多莉和各种克隆动物后来都采用了核移植技术。所谓核移植,是指通过显微外科手术和细胞融合,将胚胎或成年动物不同发育阶段的细胞核移植到去核卵母细胞中,重新形成胚胎并使其成熟的过程。与胚胎分割技术不同,核移植技术,尤其是连续核移植技术,可以产生无限个遗传相同的个体。由于核移植是生产克隆动物的有效方法,人们通常称之为动物克隆技术。

通过核移植技术克隆动物的想法最早是由汉斯·斯皮曼在1938年提出的。他称之为“奇怪的实验”,即从发育中的胚胎(成熟或未成熟的胚胎)中取出细胞核,移植到卵子中。这种想法是现在克隆动物的基本方式。

从1952开始,科学家首先用青蛙进行核移植克隆实验,先后获得蝌蚪和成年青蛙。65438-0963年,我国童第周教授领导的科研组首次以金鱼为材料研究了鱼类胚胎的核移植技术,并取得成功。1964年,英国科学家J.Gurdon用紫外线照射非洲爪蟾未受精卵,破坏其细胞核,然后从野外上皮细胞即蝌蚪的体细胞中吸收细胞核,将细胞核注入细胞核被破坏的卵中。结果发现1.5%的转移卵分化发育成正常的成年蛙。戈登的实验第一次证明了动物的体细胞核是全面的。

哺乳动物胚胎核移植研究的第一项成果是在1981年取得的——卡尔·伊尔门泽和彼得·霍普利用小鼠胚胎细胞培养正常小鼠。1984年,Steen Willadsen用取自绵羊的未成熟胚胎细胞克隆了一只活产的绵羊,其他人后来用牛、猪、山羊、兔子和猕猴等各种动物重复了他的实验方法。1989年,威拉德森获得了连续核移植的第二代克隆牛。在1994年,尼尔·菲尔斯特从一个至少有120个细胞的晚期胚胎中克隆出了牛。到1995,主要哺乳动物胚胎核移植成功,包括冷冻和体外产生的胚胎;也尝试过胚胎干细胞或成体干细胞的核移植实验。然而,直到1995,成年动物的分化细胞核移植仍未成功。

克隆羊“多莉”的意义和反响

以上事实表明,在1997年2月,罗斯林研究所威尔穆特博士的科研组宣布成功培育体细胞克隆羊“多莉”之前,胚胎细胞核移植技术已经取得了很大的进展。事实上,克隆多莉在核移植技术中遵循了胚胎核移植的全过程,但这并不能降低多莉的意义,因为它是世界上第一只通过体细胞核移植出生的动物,是克隆技术领域的一大突破。这个巨大的进步意味着:从理论上证明了分化后的动物细胞核具有全能性,就像植物细胞一样,细胞核内的遗传物质在分化过程中不会发生不可逆的变化;实践证明,利用体细胞进行动物克隆的技术是可行的,可以用无数相同的细胞作为核移植的供体,并在这些供体细胞与卵细胞融合之前对其进行一系列复杂的遗传操作,从而为繁殖优良的动物品种和大规模生产转基因动物提供了有效的方法。

理论上,使用同样的方法,人们可以复制“克隆人”,也就是说科幻小说中的独裁者完全有可能克隆自己。因此,“多莉”的诞生在全世界科学界、政界乃至宗教界引起了强烈反响,并引发了一场关于克隆人所衍生的道德问题的讨论。各国政府和民众纷纷反应:克隆人类是违反伦理的。尽管如此,克隆技术的重大理论意义和实用价值促使科学家们加快研究速度,从而将动物克隆技术的研究和发展推向高潮。

近年来克隆研究的重要成果

克隆羊多利的诞生,在全世界掀起了克隆研究的热潮。随后,关于克隆动物的报道接连不断。1997年3月,也就是多莉出生后近1个月,美国、中国、台湾省和澳大利亚的科学家公布了他们成功克隆出猴子、猪和牛的消息。但都是用胚胎细胞进行克隆,意义无法与多莉相比。同年7月,罗斯林研究所和PPL公司宣布,世界上第一只带有人类基因的转基因绵羊“波利”已经从转基因胎儿成纤维细胞中克隆出来。这一成果显示了克隆技术在培育转基因动物方面的巨大应用价值。

7月,1998,Wakayama,夏威夷大学报道,从小鼠卵丘细胞中克隆出27只存活的小鼠,其中7只是克隆小鼠的后代,这是继多莉之后的第二批哺乳动物体细胞核移植后代。此外,和歌山等人采用了不同于多莉的相对简单、成功率高的新克隆技术,并以大学所在地命名为“檀香山技术”。

从那以后,美国、法国、荷兰和韩国的科学家也报告了体细胞克隆牛的成功。日本科学家的研究热情尤其惊人。7月1998至4月1999,东京农业大学,冯静恩大学,家畜改良企业集团,地方家畜试验场(石川县,大分县,鹿儿岛县等)和私营企业(如日本最大的乳品公司银雪乳业等。)报道说他们用的是牛耳朵和臀部肌肉。到1999年底,世界上已经成功诞生了六类细胞——胎儿成纤维细胞、乳腺细胞、卵丘细胞、输卵管/子宫上皮细胞、肌肉细胞和耳皮肤细胞——的体细胞克隆后代。