

在克隆領域,甚至在現代科學史上,第一只克隆羊“多利”的誕生都堪稱是最轟動的成果之一。
這只誕生在蘇格蘭的小羊,一夜之間登上全世界各大報紙的重要版面,成為有史以來最著名的綿羊。它的誕生,證明了哺乳動物也可以克隆并正常成活。從此,一股“克隆熱潮”席卷全球,鼠、牛、狗等哺乳動物如雨后春筍般被克隆出來,“克隆人”也成為科幻電影的熱門主題。
受到“多利”羊的鼓舞,中國科學院動物研究所研究員陳大元,決心用克隆技術來幫助拯救國寶大熊貓。
陳大元早年師從中國實驗胚胎學、中國海洋科學研究奠基人童第周先生,深受后者在科學上大膽探索的影響。克隆羊還沒誕生之前,陳大元已經著手進行動物體細胞克隆的研究,但這是一個充滿荊棘的“無人區”,令許多人望而卻步,陳大元有些孤掌難鳴。
“多利”羊的成功,給克隆研究打了一劑強心針,先前一些猶豫觀望的人也覺得克隆“有戲”了。陳大元順勢提出克隆大熊貓的主張。
為什么選擇大熊貓作為克隆對象?
作為中國的國寶級保護動物,大熊貓在全世界享有盛名,在國內外有著成萬上億的“粉絲”。但大熊貓的繁殖能力差,幼仔成活率很低。陳大元認為,既然有性繁殖手段不能完全達到擴大熊貓種群的目的,采用克隆技術作為補充,也是保護大熊貓的一個好途徑。
不過,要成功克隆大熊貓,必須邁過兩道坎:一是細胞核移植;二是卵細胞移入子宮,讓它發育直至變為幼仔降生。
哺乳動物之所以比魚類或兩棲類動物難克隆,不僅因為卵細胞更小、更不易操作,還因為哺乳動物需要一個“孕婦”,而不同“孕婦”的“嬌貴”程度不同。熊貓“孕婦”是其中最“嬌貴”的之一。
要知道,沒那么“嬌貴”的羊雖然當時已經克隆成功了,但這一成功的背后,有著為數眾多的失敗案例。英國科學家在實驗中一共用了277枚卵細胞來接受細胞核移植,最終成功誕生了一只“多利”羊,成功率僅有0.36%。換句話說,克隆羊的首次誕生,其實帶有一定的偶然性。
即便二十多年后的今天,克隆技術不斷成熟,成功率已經大大提高,大型哺乳動物從體細胞到克隆胚胎的成活率仍徘徊在10%左右,加上飼養過程中的死亡率,最終的克隆成功率也只有5%~6%。
了解了這一背景,再回過頭看大熊貓的克隆,我們就知道難度有多大了。當時,碩果僅存的大熊貓數量總共才1000只左右,每年能排出成熟卵子的雌性大熊貓只有大約100只,要獲取多個成熟卵細胞進行克隆實驗,幾乎毫無可能——這些極其寶貴的卵細胞如果可以用來做實驗,絕大多數還要留給技術更成熟、成功率更高的人工授精。
用大熊貓自己的卵細胞做克隆,此路顯然不通。陳大元決定用兔子的卵細胞來做“替身”,把大熊貓的體細胞核放到兔子的去核卵細胞中,看能否發育成胚胎。
第一批大熊貓的體細胞來自福建。一天,陳大元突然接到福州大熊貓中心的電話,電話里言簡意賅:當地有一只大熊貓奄奄一息。放下電話,陳大元連夜坐飛機從北京飛到福州。等他趕到時,那只大熊貓剛剛死去幾分鐘。陳大元趕緊提取了大熊貓的體細胞,并將其細胞核移植到去核的兔子卵細胞中。
由于之前研究打下的堅實基礎,這次實驗非常順利,兔子的卵細胞和熊貓的細胞核兼容了,發育成了多個相當優質的胚胎。
下一步就是將胚胎送入子宮。讓很難懷孕的雌性大熊貓“舍棄”一次寶貴的懷孕機會來做實驗,顯然也不現實,陳大元這次選擇用貓來做“代孕媽媽”。之所以這么選擇,是因為貓的個頭較小,容易控制,而且生殖規律與熊貓相近。
為了讓“代孕”的母貓更好地接納這個“外來戶”胚胎,陳大元想了個“魚目混珠”的辦法:將“外來戶”胚胎移植入貓子宮里的同時,把貓自己的受精胚胎也移植進去。
時間一天一天過去,大多數“代孕媽媽”都沒有動靜,但有兩只母貓成功地懷孕了,這讓科學家非常興奮。可惜的是,好運沒有持續太久,因為一場肺炎,兩只“代孕”母貓倒下了。
經過解剖,陳大元和同事們發現,一只“代孕”母貓的子宮里已經有7個胚胎成功“著床”,其中2個胚胎的遺傳物質來自大熊貓。這意味著,克隆大熊貓的第二道坎也很有希望邁過去了。
離成功如此之近,讓科學家一度以為很快便可以收獲勝利的果實。但隨后的進展卻讓人沮喪。
從1998年成功培育出異種胚胎以后,在長達7年的時間里,陳大元的研究總是在最后一步卡殼。“代孕媽媽”與胚胎之間的發育程序無法協調一致,胚胎不能繼續長大,母體懷的始終是死胎。研究人員也曾改用黑熊作為“代孕媽媽”,但情況大同小異:雖然順利懷孕了,也形成了胎兒,卻總是沒法“堅持”到發育成型的一刻。用陳大元自己的話來說,“就差最后半步”。
外界的批評接踵而至。克隆大熊貓的計劃雖然有著一定的輿論支持,也順利獲得科技部和中科院的項目經費,但長期從事大熊貓保護的部分專家對此持反對意見。反對的聲音認為,用克隆方式保護大熊貓是搞錯了方向,大熊貓通過野外放養的自然交配和動物園里的人工授精,已經大大降低了滅絕風險,而且通過這兩種方式,可以有效維持遺傳多樣性。相反,克隆不僅無法拯救作為一個種群的大熊貓,而且費時費力,白白消耗大量可以用于保護大熊貓的資源。
研究上接連的碰壁和外界的質疑聲,讓陳大元感到孤獨。他經常會回憶起老師童第周。許多年前,老師曾經向他說起一個“匪夷所思”的實驗:把洋蔥的細胞放到魚卵子里去,看洋蔥細胞核能否在里面發育。這樣大膽的想法和默默堅守的科研道路,難道不是一樣的嗎?
2005年,陳大元申請的項目課題到期,不再有新經費支持他的大熊貓克隆實驗。他決定自掏腰包,把自己的積蓄拿出來作“最后一搏”。如果“搏”成了,異種母體能夠懷孕并生出克隆大熊貓,或許將成為地球生命史上的一個里程碑……
克隆大熊貓能成功嗎?陳大元也說不準,科學的事情誰都沒法打保票。但他就是不死心,想試試。在他看來,克隆大熊貓并不會替代人工繁殖,這只是保護瀕危動物的方法之一,如果成功了,不僅可以幫助拯救許多瀕危動物,更重要的是,這一異種克隆的技術,可以用于人類臨床醫學,為人體器官移植找到解決辦法。如果將克隆技術與轉基因技術結合,還可以用于全新的生物醫藥研發。
“如果最后做不成功會怎樣?”很多人問陳大元這樣一個問題。
“那起碼能告訴后人,以后不要走彎路。如果問題出在科技水平上,就讓后人再用高科技來解決。”陳大元說。
(摘自人民出版社《巨變:中國科技70年的歷史跨越》)