2024-11-13

九十九、克隆羊多利

克隆羊,是指用已经分化的成熟的体细胞(乳腺细胞)克隆出的羊。多利是世界上第一只成功克隆的羊。这项研究不仅对胚胎学、发育遗传学、医学有重大意义,而且也有巨大的经济潜力。克隆技术可以用于器官移植,造福人类;也可以通过这项技术改良物种,给畜牧业带来好处。克隆技术若与转基因技术相结合,可大批量“复制”含有可产生药物原料的转基因动物,从而使克隆技术更好地为人类服务。世界第一批无性繁殖的转基因羊也在英国诞生。

1996年7月5日,英国科学家伊恩·威尔穆特博士成功的克隆出了一只小羊,小羊与它的“母亲”一模一样。这只小羊的名字就是Dolly。

Dolly是由移植母羊的乳腺细胞到被摘除细胞核的卵子细胞中发育而成的。它证明了一个哺乳动物的特异性分化的细胞也可以发展成一个完整的生物体。

克隆是英文“clone”或“cloning”的音译,而英文“clone”则起源于希腊文“Klone”,原意是指以幼苗或嫩枝插条,以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物,如扦插和嫁接。在大陆译为“无性繁殖”在台湾与港澳一般意译为复制或转殖或群殖。 中文也有更加确切的词表达克隆,“无性繁殖”、“无性系化”以及“纯系化”。克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。通常是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组织后代的过程。

多莉在1996年出生,一生都待在罗斯林研究所。她没有父亲,但有三个母亲,一个提供DNA,另一个提供卵子,还有一个负责代孕。

基因母亲:一只芬兰多塞特白面绵羊

线粒体母亲:一只苏格兰黑脸羊

生育母亲:另一只苏格兰黑脸羊

她与一只威尔士山羊交配,产下六个羊羔。先后分别是:Bonnie,Sally,Rosie,Lucy,Darcy和Cotton。

多莉于2001年时曾患上了关节炎,后来使用抗炎药物治好了。多莉最终因肺癌而在2003年死亡。

1997年2月27日的英国《自然》杂志报道了一项震惊世界的研究成果:1996年7月5日,英国爱丁堡罗斯林研究所(Roslin)的伊恩·维尔穆特(Wilmut)领导的一个科研小组,利用克隆技术培育出一只小母羊。这是世界上第一只用已经分化的成熟的体细胞核(乳腺细胞)通过核移植技术克隆出的羊。

克隆羊多利的诞生,引发了世界范围内关于动物克隆技术的热烈争论。是科学界克隆成就的一大飞跃。它还被美国《科学》杂志评为1997年世界十大科技进步的第一项,也是当年最引人注目的国际新闻之一。

科学家们普遍认为,多莉的诞生标志着生物技术新时代来临。继多莉出现后,克隆,这个以前只在科学研究领域出现的术语变得广为人知。克隆猪、克隆猴、克隆牛……纷纷问世,似乎一夜之间,克隆时代已来到人们眼前。

1997年2月27日英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所的伊恩·维尔莫特科学研究小组向世界宣布,世界上第一头克隆绵羊“多莉”(Dolly)诞生,这一消息立刻轰动了全世界。

“多利”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊,两只是苏格兰黑面母绵羊。芬兰多塞特母绵羊提供了核内全套遗传信息,即提供了细胞核(称之为供体);一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞;另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫,是“多莉”羊的“生”母。其整个克隆过程简述如下:

从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞,将其放入低浓度的营养培养液中,细胞逐渐停止了分裂,此细胞称之为供体细胞;给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素,促使它排卵,取出未受精的卵细胞,并立即将其细胞核除去,留下一个无核的卵细胞,此细胞称之为受体细胞;利用电脉冲的方法,使供体细胞和受体细胞发生融合,最后形成了融合细胞,由于电脉冲还可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应,使融合细胞也能象受精卵一样进行细胞分裂、分化,从而形成胚胎细胞;将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内,胚胎细胞进一步分化和发育,最后形成一只小绵羊。出生的“多莉”小绵羊与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。

从理论上讲,多莉继承了提供体细胞的那只芬兰多塞特母绵羊的遗传特征,它是一只白脸羊,而不是黑脸羊。分子生物学的测定也表明,它与提供细胞核的那头羊,有完全相同的遗传物质(确切地说,是完全相同的细胞核遗传物质。还有极少量的遗传物质存在于细胞质的线粒体中,遗传自提供卵母细胞的受体),它们就像是一对隔了6年的双胞胎。

2003年2月,兽医检查发现多莉患有严重的进行性肺病,这种病还是不治之症,于是研究人员对它实施了安乐死。据罗斯林研究所透露,在被确诊之前,多莉已经不停地咳嗽了一个星期。多莉的尸体被制成标本,存放在苏格兰国家博物馆。

绵羊通常能活12年左右,而多莉只活了6岁,它的早夭再次引起了人们对克隆动物是否会早衰的担忧。克隆动物的年龄到底是从0岁开始计算,还是从被克隆动物的年龄开始累积计算,还是从两者之间的某个年龄开始计算?就多莉本身而言,它刚一出生时是6岁还是0岁或者是中间的某个岁数,这是一个很难回答的问题。正值壮年的多莉死于肺部感染,而这是一种老年绵羊的常见疾病。据维尔穆特透露,以前多莉还被查出患有关节炎,这也是一种老年绵羊的常见疾病。

①克隆动物确实存在早衰现象,它们从一出生起身体的衰老程度就类似于被克隆个体,所以它们的寿命被缩短。就多莉事件而言,数字上也比较符合这个推测。但是克隆动物是否存在不可避免的早衰问题,还缺乏有力的证据,根据以后许多克隆实验表明,早衰问题并不普遍。

②克隆技术过程中的一些物理化学伤害导致了多莉的健康隐患,使得它容易患病。克隆动物的健康问题十分普遍,就世界各地的报道来看,克隆动物畸形、流产等等的几率是相当高的。

③第三种,多莉属于普通患病死亡。关节炎和肺部感染是绵羊的常见疾病,特别是对于室内饲养的绵羊来说患病的可能更大。

总之很难得出一个确切的结论,多莉的死可能反映了克隆动物的普遍规律,也可能只是一个个案。

与以往的胚胎移植培养不同,维尔穆特从6岁母羊乳腺细胞建立的细胞系培育出世界上第一只用成体细胞发育成的哺乳动物,具有深远的意义。

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