把人的目的基因轉(zhuǎn)移到牛的體細(xì)胞中,然后克隆出奶牛,小牛長(zhǎng)大后就會(huì)產(chǎn)生乳蛋白,牛奶里有了人奶的成分,這樣就能制成功能奶。這種功能奶還可以作為制藥的原料,這項(xiàng)技術(shù)被稱為“乳腺生物反應(yīng)器”,就是通過(guò)克隆,讓牛和羊的乳腺作為一個(gè)生物反應(yīng)器,分泌出人所需要的奶,用來(lái)直接食用或提取制藥
2007年3月26日,韓國(guó)首爾大學(xué)的兩只克隆狼進(jìn)入人們視野的時(shí)候,我們不得不把目光投向10年前第一頭克隆羊——多莉。沒(méi)有人會(huì)忘記英國(guó)克隆綿羊多莉的誕生,在當(dāng)時(shí)是生物學(xué)界一件轟動(dòng)世界的大事。然而,當(dāng)兩只克隆狼來(lái)到人們面前時(shí),引起的不再是人們的驚嘆,而是一片唏噓之聲。自研究小組宣布成功克隆出兩頭灰狼,并將其研究論文刊登在3月出版的國(guó)際學(xué)術(shù)雜志《克隆與干細(xì)胞》后,先是有人對(duì)克隆狼研究成果提出質(zhì)疑,認(rèn)為研究論文中數(shù)據(jù)涉嫌造假;接著4月11日《克隆與干細(xì)胞》雜志在其網(wǎng)站上刪除了韓國(guó)首爾大學(xué)研究小組克隆狼的論文。就目前的局勢(shì),大有克隆狼過(guò)街,人人喊打。
多莉羊和首爾狼
多莉羊的出世可謂歷經(jīng)曲折,在采用體細(xì)胞克隆培育過(guò)程中,科學(xué)家首先從一只6歲芬蘭多塞特白面母綿羊的乳腺中取出乳腺細(xì)胞,將其放入低濃度的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)液中,細(xì)胞逐漸停止分裂,此細(xì)胞稱為“供體細(xì)胞”;然后,從一頭蘇格蘭黑面母綿羊的卵巢中取出未受精的卵細(xì)胞,并立即將細(xì)胞核除去,留下一個(gè)無(wú)核的卵細(xì)胞,此細(xì)胞稱為“受體細(xì)胞”;接著,利用電脈沖方法,使供體細(xì)胞和受體細(xì)胞融合,形成“融合細(xì)胞”。電脈沖可以產(chǎn)生類似于自然受精過(guò)程中的一系列反應(yīng),使融合細(xì)胞也能像受精卵一樣進(jìn)行細(xì)胞分裂、分化,從而形成“胚胎細(xì)胞”;最后,將胚胎細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一只蘇格蘭黑面母綿羊的子宮內(nèi),使胚胎細(xì)胞進(jìn)一步分化和發(fā)育,最后育出小綿羊——多莉。
而這次培育灰狼,首先研究人員從首爾大公園飼養(yǎng)的灰狼耳朵上采集了體細(xì)胞,將從中提取的細(xì)胞核植入到剔除了細(xì)胞核的狗的卵子內(nèi),利用狗代孕通過(guò)剖腹產(chǎn)手術(shù)產(chǎn)下兩只克隆狼。
非凡的發(fā)現(xiàn)
10年前,當(dāng)多莉出現(xiàn)后,人們?cè)诖胧植患爸杏瓉?lái)了克隆時(shí)代。克隆,這個(gè)以前只在科學(xué)研究領(lǐng)域出現(xiàn)的術(shù)語(yǔ)變得廣為人知。克隆豬、克隆猴、克隆牛……紛紛問(wèn)世,似乎一夜之間,克隆時(shí)代已來(lái)到我們的眼前。10年來(lái)克隆技術(shù)最大的成功是多個(gè)物種獲得體細(xì)胞克隆的成功。包括魚(yú)、綿羊、牛、鼠、山羊、狗、豬、貓、梅花鹿、馬、騾、猴在內(nèi),大部分的家畜和部分寵物的克隆都獲得了成功。同時(shí),體細(xì)胞克隆技術(shù)還挽救了一些瀕危甚至滅絕的物種,如新西蘭短角牛是一種已經(jīng)滅絕的動(dòng)物,利用克隆技術(shù),科學(xué)家成功克隆出這種牛。類似的瀕危物種還有爪哇牛、意大利的野生盤(pán)羊等。
其實(shí),在多利羊出生以前,當(dāng)時(shí)中國(guó)早已克隆出了魚(yú)、鼠、牛、羊、豬等多種動(dòng)物,我國(guó)著名的生物學(xué)家童第周先生就是做克隆的,但是當(dāng)時(shí)在中國(guó)叫做核移植。我們知道動(dòng)物體內(nèi)具有一類能自我復(fù)制和多項(xiàng)分化潛能的原始細(xì)胞,分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。當(dāng)時(shí)我國(guó)做的都是胚胎細(xì)胞克隆,而多利綿羊是用體細(xì)胞克隆出來(lái)的。體細(xì)胞和胚胎細(xì)胞不一樣,它是高度分化的細(xì)胞,很難回到胚胎細(xì)胞時(shí)期的性狀。因此,多利羊的出現(xiàn)說(shuō)明高度分化的細(xì)胞能回到胚胎細(xì)胞的狀態(tài),這是生物學(xué)上一個(gè)非常轟動(dòng)的成果。它證明,原來(lái)?yè)?dān)負(fù)某一特定功能的成體細(xì)胞的細(xì)胞核,當(dāng)它被植入去核卵細(xì)胞后,就會(huì)轉(zhuǎn)化成全能干細(xì)胞的細(xì)胞核。干細(xì)胞是指具有自我復(fù)制和多項(xiàng)分化潛能的原始細(xì)胞。
奇妙的科學(xué)探索
一個(gè)單一的細(xì)胞受精卵怎么能夠孕育出一個(gè)完整的生命體?一直以來(lái),這都是生命科學(xué)界的一個(gè)未解之謎。就像卵子在邂逅精子后就繁衍出了我們所有的細(xì)胞一樣,這個(gè)問(wèn)題也衍生出了一系列其他的問(wèn)題。受精卵這樣一種原初的存在,最終卻能夠變化出上億個(gè)細(xì)胞,構(gòu)造出一系列彼此相聯(lián)的器官,形成一個(gè)完整的生命機(jī)體,這的確是一件神奇的事情。這一變化的進(jìn)程是怎么樣的?如果能夠了解這一點(diǎn),就有可能讓我們離生命奧秘的破解更近一步。
如今,科學(xué)界終于找到了一條線索,看到了接近這一終極知識(shí)的一點(diǎn)希望:那就是胚胎干細(xì)胞。這是一種非常簡(jiǎn)單的細(xì)胞,出現(xiàn)在受精5~6天后的胚胎內(nèi)部。說(shuō)是胚胎,其實(shí)還只是由百來(lái)個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的胚泡(也稱囊胚)。它們有何出眾之處?很簡(jiǎn)單:是它們?cè)杏怂械臋C(jī)體組織,而這是受精卵分裂產(chǎn)生的第一批細(xì)胞無(wú)法做到的,那第一批細(xì)胞要么是形成另一個(gè)胚胎,要么是死掉。具體說(shuō)來(lái),這種神奇的生命細(xì)胞會(huì)隨著自身的不斷增殖而出現(xiàn)分化,逐步地獲得它們最終形成的器官的功能。它們的可塑性無(wú)與倫比,以至于科學(xué)家稱干細(xì)胞研究是人類進(jìn)行的最奇妙的科學(xué)探索之一。
克隆技術(shù)雙刃劍
1996年多利羊的出生造成人們的恐慌,很多人誤認(rèn)為使用干細(xì)胞進(jìn)行的治療性克隆與生殖性克隆是一回事。人們常常把治療目的的克隆與生殖目的的克隆混為一談。確實(shí),兩者從技術(shù)層面上說(shuō)是完全相同的。不過(guò)細(xì)胞核移植研究不應(yīng)該因?yàn)榕c我們所譴責(zé)的生殖性克隆關(guān)系緊密而受到影響。治療性克隆的目的是為了獲取能與病人完美匹配的胚胎干細(xì)胞,而生殖性克隆則是為了培育克隆嬰兒。
克隆技術(shù)對(duì)人類是一把“雙刃劍”。一方面,它能給人類帶來(lái)許多益處;另一方面,克隆動(dòng)物可能會(huì)導(dǎo)致生物品系減少,個(gè)體生存能力下降。以綿羊?yàn)槔蒲腥藛T從人體骨髓中提取干細(xì)胞,然后將干細(xì)胞注入胎羊的腹膜中,這樣人體細(xì)胞就會(huì)通過(guò)新陳代謝和循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入胎羊體內(nèi)各個(gè)器官。羊羔降世兩個(gè)月后,就會(huì)長(zhǎng)出含有人體細(xì)胞的肝、心臟、肺等器官。研究的最終目的,就是要在綿羊身上培育出可向人體移植的器官。此前,科學(xué)家已經(jīng)成功培育出一個(gè)人體細(xì)胞占較大比例的羊肝。但是,這種器官移植技術(shù)也可能把對(duì)動(dòng)物無(wú)害而對(duì)人體有害的病毒引入人體,從而引發(fā)災(zāi)難性后果,如同我們已經(jīng)知道的HIV一樣。