[科普中國]-克隆魚

克隆魚于1963年最早出現(xiàn)，中國科學(xué)院武漢水生生物研究所的科學(xué)家童第周用鯽魚囊胚期的細(xì)胞進(jìn)行人工培養(yǎng)，原理是成年魚的體細(xì)胞也可以去分化和再程序化， 具有發(fā)育成個體的全能性。1

簡介世界上第一頭克隆魚是在1963年童第周教授研究出來的，魚類的克隆研究，過去叫魚類的細(xì)胞核移植。

1979年春，中國科學(xué)院武漢水生生物研究所的科學(xué)家用鯽魚囊胚期的細(xì)胞進(jìn)行人工培養(yǎng)，經(jīng)過385天59代連續(xù)傳代培養(yǎng)后，用直徑10微米左右的玻璃管在顯微鏡下從培養(yǎng)細(xì)胞中吸出細(xì)胞核，在此同時，除去鯽魚卵細(xì)胞的核，讓卵細(xì)胞留出空間作好接納囊胚細(xì)胞核的準(zhǔn)備，一切準(zhǔn)備就緒后，把玻璃管吸出的核移放到空出位置的鯽魚卵細(xì)胞內(nèi)，得到了囊胚細(xì)胞核的卵細(xì)胞在人工培養(yǎng)下大部分夭亡了，在189個這種換核卵細(xì)胞中，只有兩個孵化出了魚苗，而最終只有一條幼魚渡過難關(guān)，經(jīng)過80多天培養(yǎng)后長成8厘米長的鯽魚。這種鯽魚并沒有經(jīng)過雌、雄細(xì)胞的結(jié)合，僅僅是給卵細(xì)胞換了個囊胚細(xì)胞的核，實際上是由換核卵產(chǎn)生的，因此也是克隆魚。1

克隆魚的科學(xué)地位動物的細(xì)胞分為性細(xì)胞和體細(xì)胞。性細(xì)胞是指具有生殖能力的細(xì)胞，如精子和卵子。一個性細(xì)胞只攜帶一半的遺傳信息，需要精子和卵子結(jié)合才能發(fā)育成新生命。體細(xì)胞是指分化成組織和器官的“定型”細(xì)胞，如皮膚細(xì)胞、肝臟和血液等，每個體細(xì)胞都含有完整的遺傳物質(zhì)DNA。

動物克隆的基本技術(shù)是細(xì)胞核移植：將一個胚胎的細(xì)胞核移入一個去核的卵細(xì)胞中，或者將一個體細(xì)胞的細(xì)胞核經(jīng)移入一個去核的卵細(xì)胞中，由此獲得的成體動物叫克隆動物?？寺∮址譃榕咛ゼ?xì)胞克隆和體細(xì)胞克隆。早在20 世紀(jì)初，科學(xué)家就提出： 一個已經(jīng)分化的體細(xì)胞究竟只是保留了相關(guān)的特定性能而喪失了其他的所有基因呢，還是保留了所有基因只是選擇性沉默和啟動個別基因？德國科學(xué)家漢斯·斯皮曼在1938 年指出：只有實驗才能回答這個問題。

1997 年2 月23 日，蘇格蘭羅斯林研究所向全世界介紹了第一只體細(xì)胞克隆羊———多利。多利羊是 20 世紀(jì)科學(xué)史上的一個重大突破, 但它并不是世界上第一只體細(xì)胞克隆動物。中國科學(xué)院水生生物研究所朱作言院士是細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)家，在談到多利羊與克隆魚時他認(rèn)為：“從體細(xì)胞克隆的理論和成功的可能性來講，魚類的實驗比多利羊早15 年回答了這個問題。”

朱作言說：“回顧克隆的大事記,應(yīng)該說從1949 年開始， 文章發(fā)表在1952 年，出現(xiàn)了同一物種胚胎細(xì)胞克隆的青蛙； 到了1963 年， 出現(xiàn)了同一物種蝌蚪幼體腸上皮細(xì)胞克隆的爪蟾。第一階段是美國人的研究，第二階段是英國人的研究，第三階段則是咱們中國人的研究：1973 年以后, 鯉魚和鯽魚之間、草魚和鳊魚之間成功地完成了異種克隆，直到1981~1986 年成年鯽魚體細(xì)胞的克隆，我國這十多年的克隆魚研究寫下了輝煌的一頁。1997 年‘多利’羊的出生，克隆研究熱點又轉(zhuǎn)回到英國?！?

中國克隆魚歷史魚類的克隆研究，過去叫魚類的細(xì)胞核移植，它首先是由已故中國實驗胚胎學(xué)家、中國科學(xué)院海洋研究所前所長童第周教授于1950 年提出的。

自1952 年Briggs 和King 在兩棲類胚胎上進(jìn)行細(xì)胞核移植以后，這方面的工作發(fā)展很快，在其他脊椎動物中，核的移植還沒有見到有人嘗試過。我國研究者以金魚和鳑魚為材料，曾于1961 年開始進(jìn)行魚類細(xì)胞核移植，經(jīng)過兩年的摸索，證明細(xì)胞核的移植也可以在魚類中進(jìn)行。

第一篇魚類研究論文于1963 年發(fā)表后，“四清”和“文化大革命”開始了，童第周受到批判，工作無法進(jìn)行。到1970 年，在“抓革命，促生產(chǎn)”的號召下，他的研究集體帶著結(jié)合生產(chǎn)的意愿， 重新開始工作。他派嚴(yán)紹頤和杜淼到全國各地調(diào)查，最后選擇中科院武漢水生所、中國水產(chǎn)科學(xué)院長江水產(chǎn)研究所和廣西南寧水產(chǎn)研究所，組成協(xié)作組， 到1973 年便獲得了第一批鯉鯽移核魚，并發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)對個體的發(fā)育有一定影響。研究結(jié)果以中英文發(fā)表在1973 年出版的《動物學(xué)報》上。1977 年，童第周等首先向國內(nèi)外報道了對脊索動物海鞘的核移植。

19 世紀(jì)60 年代中國正處于封閉狀態(tài)，并無什么國際交流，甚至國外的文獻(xiàn)也很難看到，所以，對魚的克隆研究完全是由中國科學(xué)家開拓的研究領(lǐng)域。

童第周1979 年3 月30 日在北京逝世，由他主持撰寫的論文《鯉魚細(xì)胞核和鯽魚細(xì)胞質(zhì)配合而成的核質(zhì)雜種魚》，以中英文發(fā)表在1980 年第4 期出版的《中國科學(xué)》上，論文報道了中國成功獲得具有“發(fā)育全能性”克隆魚的消息。這是世界上報道的第一例發(fā)育成熟的異種間的胚胎細(xì)胞克隆動物。

嚴(yán)紹頤和朱作言等人后來又將鯽魚的細(xì)胞核移植到鯉魚去核的卵子中，也獲得成功，證實不同種的生物間也可成功進(jìn)行細(xì)胞核移植。童第周的學(xué)生們繼續(xù)在草魚和武昌魚之間進(jìn)行細(xì)胞核移植，均獲成功。朱作言說：“童第周領(lǐng)導(dǎo)的研究大大突破了西方學(xué)者用青蛙實驗所得到的結(jié)果，突破了物種之間的禁區(qū)?！?/p>

1981 年， 中科院水生生物研究所的一個研究小組將成年三倍體鯽魚的腎臟細(xì)胞核移植到二倍體鯽魚去核的卵子中，獲得了三倍體的克隆魚，并發(fā)育成成體，證明成年魚的體細(xì)胞也可以去分化和再程序化，具有發(fā)育成個體的全能性。研究論文發(fā)表在1986 年的《水生學(xué)報》上。這是世界上第一次報道的體細(xì)胞克隆動物。

這在科學(xué)發(fā)展中是一件很重要的事情，證明了成年細(xì)胞也可以去分化和再程序化，但是很可惜,當(dāng)時沒有得到更多的認(rèn)可，直到1996年英國體細(xì)胞克隆羊多利出生時才掀起一場軒然大波。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

郭亮 - 副教授 - 中國海洋大學(xué)