舒利益 李軻



1996年7月5日,一只名叫“多莉”的(Dolly)小綿羊來到這個世界上,世界輿論為之嘩然,無數科學家都為之歡呼,因為這是一只非比尋常的綿羊,“多莉”的特別之處在于它的生命的誕生沒有精子的參與。研究人員先將一個綿羊卵細胞中的遺傳物質吸出去,使其變成空殼,然后從一只6歲的母羊身上取出一個乳腺細胞,將其中的遺傳物質注入卵細胞空殼中。這樣就得到了一個含有新的遺傳物質但卻沒有受過精的卵細胞。這一經過改造的卵細胞分裂、增殖形成胚胎,再被植入另一只母羊子宮內,隨著母羊的成功分娩,“多莉”來到了世界,這是世界上第一只克隆綿羊。
傾心科研事業天道自然酬勤
隨著人類科學技術的發展,生活水平的提高,人口增長速度隨之劇增,為了解決環境生態問題以及能源危機,尋找發展新型的資源成為人類發展的必由之路。其中,生物工程的應用領域非常廣泛,它必將對人類社會的政治、經濟、軍事和生活等方面產生巨大的影響,為世界面臨的資源、環境和人類健康等問題的解決提供美好的前景。生物工程包括四大工程,基因工程、酶工程、蛋白質工程、細胞工程,其中基因工程(也就是克隆技術)在人類史上具有尤為重要的意義。
作為新世紀的尖端科學,克隆技術從它誕生的那一刻起就吸引了眾多世人的目光,作為世界最大的發展中國家,中國也一直在致力于前沿科學的研究。吉林大學畜牧獸醫學院教授、博士生導師、動物克隆專家李子義,就一直致力于克隆技術的研究,并在中國得到前所未有的關注而且碩果累累。李子義自1983年留原解放軍獸醫大學(現吉林大學農學部畜牧獸醫學院)任教,主要從事動物組織學與胚胎學的教學及動物早期胚胎發育機理和動物胚胎生物工程方面的研究工作。主要承擔動物醫學、動物科學、生物技術、獸醫公共衛生檢驗等專業本科生理論課與實驗課的教學工作,以及碩士和博士研究生發育生物學、動物學進展、英語科技論文寫作等課程的教學工作。
1999年3月,李子義遠離妻子和孩子只身踏上了赴美留學的路途。初到美國愛荷華大學醫學院解剖學與細胞生物學系John Engelhard教授實驗室從事博士后研究的日子里,他感到一切都很新鮮,一切又都很陌生。盡管Engelhard實驗室從事分子生物學實驗的條件和儀器非常先進,但Engelhard教授交給他的工作卻是組建轉基因克隆雪貂課題組,盡快建立雪貂體細胞克隆的操作程序,而他所要做的第一項工作是要購買用于胚胎顯微操作所需的儀器設備。
三個月后,當看到所購買的儀器設備陸續到達并調試安裝后,李子義暗下決心一定要做出點成績來。在美國愛荷華大學從事博士后研究工作近8年的時間,他對國外高校在管理、科學研究等方面的先進經驗有了全面的了解,并深深地認識到了國內的差距。他深深知道,一個科學工作者要想出成果,要想達到很高的學術造詣,必須要勤奮,這是科學研究的一個必然規律。李子義把所有的時間幾乎都用在了科學研究上,無論是周末還是節假日他從不休息,“工作”幾乎成了他生活的全部內容。另外,李子義具有很強烈的創新精神,他善于發現問題,然后就是努力地去解決問題,并且,李子義并不僅僅從一條思路研究,他總是試圖從各個角度去探索、完善并找出最佳的解決方案。
2006 年李子義承擔的美國 NIH 研究課題——應用胚胎克隆技術生產具有肺纖維化囊腫的雪貂動物模型,獲得突破性進展,在國際上首次獲得兩只應用成年雪貂體細胞為細胞核供體的克隆雪貂,使他從事的雪貂體細胞克隆技術的研究達到國際先進水平。為了利用雪貂這一動物建立人類肺纖維化囊腫(CF)疾病的動物模型,他查閱了有關雪貂生殖生理方面當時僅有的少的可憐的報道,著手系統地研究了雪貂體細胞克隆的各項技術指標,即從雪貂的超數排卵、胚胎體外培養和胚胎移植,到雪貂卵母細胞的體外成熟和活化,從供核體細胞的細胞系的建立以及周期的確定,到克隆胚胎構建方法的研究,直到在國際上首次獲得兩只體細胞克隆雪貂和轉CF基因克隆雪貂,創立了雪貂體細胞克隆的操作程序,為應用克隆技術生產轉基因雪貂用于人類疾病動物模型的建立奠定了堅實的基礎,論文已發表在國際著名期刊《發育生物學》。
立足自主創新實現強國之夢
李子義在讀博士后期間,由于成績斐然,研究成果豐碩,于2002年在美國愛荷華大學任助理研究科學家,被美國政府授予綠卡,獲得在美國的永久居住權,但是李子義心里掛念的是自己的祖國。2006年9月李子義婉言謝絕了愛荷華大學John Engelhard教授的誠懇挽留,毅然放棄了美國的優越生活條件和工作條件,攜家人回到了中國。李子義依照吉林大學學術帶頭人人才引進計劃,在吉林大學畜牧獸醫學院擔任教授、博士生導師、基礎獸醫學科學術帶頭人等工作。
回國后,李子義在國家轉基因生物新品種培育重大專項和吉林大學基本科研業務費的資助下,通過他不懈的努力獲得豐碩的收獲。李子義先后承擔了國家自然科學基金項目、國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)項目、國家轉基因重大專項和國家科技支撐計劃等項目,獲得研究經費1500萬元。同時,組建了一個優秀的“基因修飾克隆動物”創新團隊,并申報吉林大學創新團隊獲得批準。該創新團隊已獲得國家轉基因生物新品種培育重大專項——豬、羊抗病育種,豬、牛品質改善等課題1100萬的研究經費。
李子義帶領團隊充分利用分子生物學技術,經過兩年時間的協作攻關,將牛奶蛋白中編碼賴氨酸基因片段轉入“雌性黑白花奶牛”胎兒成纖維細胞內,以雌體細胞為細胞核供體,通過體細胞核移植技術制備克隆胚胎,再將克隆胚胎移植到西門塔爾雜交母牛(黃白花)代孕母牛體內。受體牛懷孕276天后,于2011年8月6日在吉林大學奶牛繁育基地順利產下一頭雌性轉基因克隆牛犢(黑白花),由于這頭牛是陰歷七月初七中國傳統節日--七夕情人節這一天出生的,故起名叫“織女”,出生時體重為31.5公斤,健康活潑;經初步檢測,體內攜帶所轉入賴氨酸基因。
這是世界上首次利用轉基因技術和體細胞核移植技術獲得的賴氨酸轉基因克隆牛,這也標志著我國轉基因技術與克隆技術完美結合的又一次重大突破。李子義介紹說,牛奶蛋白是牛奶中本來就存在的物質,將牛奶蛋白中的賴氨酸基因轉入,不但賴氨酸含量高而且是水溶性蛋白,利于人體吸收。谷物是我國人民的傳統主食,但是谷物的賴氨酸含量普遍較低,所以飲食中缺乏賴氨酸的情況是比較常見的。牛奶中蛋白質、碳水化合物、鈣、鐵以及維生素等含量高,但是賴氨酸含量比較低,而這項成果可使牛奶中的賴氨酸含量大幅提高,預計賴氨酸水平要比一般牛奶高30%,使牛奶的成分更加完美。
李子義表示,高賴氨酸牛奶要投入市場,估計還需10年左右的時間。這10年時間要完成兩項工作,一是生物安全評價工作,二是高賴氨酸奶牛的擴繁工作,培育出雄性轉基因公牛,轉基因的公牛和母牛交配得到更多的高賴氨酸轉基因奶牛,獲得轉基因奶牛種群,從更大規模上去檢測牛奶的安全性。對于高賴氨酸牛奶成本和市場前景,李子義說:“轉基因奶牛的飼養成本與普通奶牛一樣,先期的研發成本伴隨著轉基因克隆牛群體的擴大會逐漸攤薄,通過與牛奶生產企業合作,高賴氨酸牛奶是非常具有市場前景的。”
結語
克隆技術被譽為“一座挖掘不盡的金礦”,它在生產實踐上具有重要的意義,潛在的經濟價值十分巨大。李子義深知在當今世界,科技是第一生產力,科技的發展帶動著國家實力的發展,他希望學成回國把在國外學到的知識和技能奉獻給養育他的祖國,他在短短的回國五年的時間里,也是這樣一步一步地實踐著自己的諾言。他既要手把手的教研究生如何進行實驗操作,又要沒日沒夜趕寫申報課題材料,同時還承擔著本科生和研究生的教學工作。李子義向著自己的夢想追逐著,我們看到了一個克隆技術工作者的腳步在穩步地前行。