[科普中國]-克隆羊多莉

基本信息

名字：Dolly

名字來源：多莉·帕頓（Dolly Parton）

性別：雌

身份：克隆羊

出生日期：1996年7月5日

出生地點：英國愛丁堡市羅斯林研究所

創(chuàng)造者：伊恩·威爾穆特、基思·坎貝爾

死亡日期：2003年2月14日

死亡原因：被確診患進行性肺病后處以“幸?！钡厮劳?/p>

介紹

1996年7月5日，英國科學家伊恩·威爾穆特博士成功的克隆出了一只小羊，小羊與它的“母親”一模一樣。這只小羊的名字就是Dolly。

Dolly是由移植母羊的乳腺細胞到被摘除細胞核的卵子細胞中發(fā)育而成的。它證明了一個哺乳動物的特異性分化的細胞也可以發(fā)展成一個完整的生物體。

詞條名稱解釋

克隆是英文“clone”或“cloning”的音譯，而英文“clone”則起源于希臘文“Klone”，原意是指以幼苗或嫩枝插條，以無性繁殖或營養(yǎng)繁殖的方式培育植物，如扦插和嫁接。在大陸譯為“無性繁殖”在臺灣與港澳一般意譯為復(fù)制或轉(zhuǎn)殖或群殖。 中文也有更加確切的詞表達克隆，“無性繁殖”、“無性系化”以及“純系化”?？寺∈侵干矬w通過體細胞進行的無性繁殖，以及由無性繁殖形成的基因型完全相同的后代個體組成的種群。通常是利用生物技術(shù)由無性生殖產(chǎn)生與原個體有完全相同基因組織后代的過程。

家族成員多莉在1996年出生，一生都待在羅斯林研究所。她沒有父親，但有三個母親，一個提供DNA，另一個提供卵子，還有一個負責代孕。

基因母親：一只芬蘭多塞特白面綿羊

線粒體母親：一只蘇格蘭黑臉羊

生育母親：另一只蘇格蘭黑臉羊

她與一只威爾士山羊交配，產(chǎn)下六個羊羔。先后分別是：Bonnie，Sally，Rosie，Lucy，Darcy和Cotton。

多莉于2001年時曾患上了關(guān)節(jié)炎，后來使用抗炎藥物治好了。多莉最終因肺癌而在2003年死亡。

多利亮相1997年2月27日的英國《自然》雜志報道了一項震驚世界的研究成果：1996年7月5日，英國愛丁堡羅斯林研究所（Roslin）的伊恩·維爾穆特（Wilmut）領(lǐng)導(dǎo)的一個科研小組，利用克隆技術(shù)培育出一只小母羊。這是世界上第一只用已經(jīng)分化的成熟的體細胞核（乳腺細胞）通過核移植技術(shù)克隆出的羊。

克隆羊多利的誕生，引發(fā)了世界范圍內(nèi)關(guān)于動物克隆技術(shù)的熱烈爭論。是科學界克隆成就的一大飛躍。它還被美國《科學》雜志評為1997年世界十大科技進步的第一項，也是當年最引人注目的國際新聞之一。

科學家們普遍認為，多莉的誕生標志著生物技術(shù)新時代來臨。繼多莉出現(xiàn)后，克隆，這個以前只在科學研究領(lǐng)域出現(xiàn)的術(shù)語變得廣為人知?？寺∝i、克隆猴、克隆牛……紛紛問世，似乎一夜之間，克隆時代已來到人們眼前。

多莉誕生1997年2月27日英國愛丁堡羅斯林（Roslin）研究所的伊恩·維爾莫特科學研究小組向世界宣布，世界上第一頭克隆綿羊“多莉”（Dolly）誕生，這一消息立刻轟動了全世界。

“多利”的產(chǎn)生與三只母羊有關(guān)。一只是懷孕三個月的芬蘭多塞特母綿羊，兩只是蘇格蘭黑面母綿羊。芬蘭多塞特母綿羊提供了核內(nèi)全套遺傳信息，即提供了細胞核（稱之為供體）；一只蘇格蘭黑面母綿羊提供無細胞核的卵細胞；另一只蘇格蘭黑面母綿羊提供羊胚胎的發(fā)育環(huán)境——子宮，是“多莉”羊的“生”母。其整個克隆過程簡述如下：

從芬蘭多塞特母綿羊的乳腺中取出乳腺細胞，將其放入低濃度的營養(yǎng)培養(yǎng)液中，細胞逐漸停止了分裂，此細胞稱之為供體細胞；給一頭蘇格蘭黑面母綿羊注射促性腺素，促使它排卵，取出未受精的卵細胞，并立即將其細胞核除去，留下一個無核的卵細胞，此細胞稱之為受體細胞；利用電脈沖的方法，使供體細胞和受體細胞發(fā)生融合，最后形成了融合細胞，由于電脈沖還可以產(chǎn)生類似于自然受精過程中的一系列反應(yīng)，使融合細胞也能象受精卵一樣進行細胞分裂、分化，從而形成胚胎細胞；將胚胎細胞轉(zhuǎn)移到另一只蘇格蘭黑面母綿羊的子宮內(nèi)，胚胎細胞進一步分化和發(fā)育，最后形成一只小綿羊。出生的“多莉”小綿羊與多塞特母綿羊具有完全相同的外貌。

從理論上講，多莉繼承了提供體細胞的那只芬蘭多塞特母綿羊的遺傳特征，它是一只白臉羊，而不是黑臉羊。分子生物學的測定也表明，它與提供細胞核的那頭羊，有完全相同的遺傳物質(zhì)（確切地說，是完全相同的細胞核遺傳物質(zhì)。還有極少量的遺傳物質(zhì)存在于細胞質(zhì)的線粒體中，遺傳自提供卵母細胞的受體），它們就像是一對隔了6年的雙胞胎。

多莉早夭2003年2月，獸醫(yī)檢查發(fā)現(xiàn)多莉患有嚴重的進行性肺病，這種病在目前還是不治之癥，于是研究人員對它實施了安樂死。據(jù)羅斯林研究所透露，在被確診之前，多莉已經(jīng)不停地咳嗽了一個星期。多莉的尸體被制成標本，存放在蘇格蘭國家博物館。

綿羊通常能活12年左右，而多莉只活了6歲，它的早夭再次引起了人們對克隆動物是否會早衰的擔憂?？寺游锏哪挲g到底是從0歲開始計算，還是從被克隆動物的年齡開始累積計算，還是從兩者之間的某個年齡開始計算？就多莉本身而言，它剛一出生時是6歲還是0歲或者是中間的某個歲數(shù)，這是一個很難回答的問題。正值壯年的多莉死于肺部感染，而這是一種老年綿羊的常見疾病。據(jù)維爾穆特透露，以前多莉還被查出患有關(guān)節(jié)炎，這也是一種老年綿羊的常見疾病。

早夭原因①克隆動物確實存在早衰現(xiàn)象，它們從一出生起身體的衰老程度就類似于被克隆個體，所以它們的壽命被縮短。就多莉事件而言，數(shù)字上也比較符合這個推測。但是克隆動物是否存在不可避免的早衰問題，還缺乏有力的證據(jù)，根據(jù)以后許多克隆實驗表明，早衰問題并不普遍。

②克隆技術(shù)過程中的一些物理化學傷害導(dǎo)致了多莉的健康隱患，使得它容易患病?？寺游锏慕】祮栴}十分普遍，就世界各地的報道來看，克隆動物畸形、流產(chǎn)等等的幾率是相當高的。

③第三種，多莉?qū)儆谄胀ɑ疾∷劳?。關(guān)節(jié)炎和肺部感染是綿羊的常見疾病，特別是對于室內(nèi)飼養(yǎng)的綿羊來說患病的可能更大。

總之很難得出一個確切的結(jié)論，多莉的死可能反映了克隆動物的普遍規(guī)律，也可能只是一個個案。

理論意義與以往的胚胎移植培養(yǎng)不同，維爾穆特從6歲母羊乳腺細胞建立的細胞系培育出世界上第一只用成體細胞發(fā)育成的哺乳動物，具有深遠的意義。

①多莉的誕生證明高度分化成熟的哺乳動物乳腺細胞，仍具有全能性，還能像胚胎細胞一樣完整地保存遺傳信息，這些遺傳信息在母體發(fā)育過程中并沒有發(fā)生不可回復(fù)的改變，還能完全恢復(fù)到早期胚胎細胞狀態(tài)。最終仍能發(fā)育成與核供體成體完全相同的個體。以往的遺傳學認為，哺乳動物體細胞的功能是高度分化了的，不可能重新發(fā)育成新個體。與這一理論相反，多莉終于被克隆出來了。它的誕生推翻了形成了上百年的上述理論，實現(xiàn)了遺傳學的重大突破，為開發(fā)新的哺乳動物基因操作提供了動力，是一個了不起的進步。

②成功地找到了供體核與受體卵細胞質(zhì)更加相容的方法。過去對高度分化細胞的核移植不能成功的原因，是供體核與受體卵細胞周期的不兼容性，因而發(fā)生染色體異常、細胞核可能發(fā)生額外的DNA復(fù)制和早熟染色體聚合成非整倍體或者發(fā)生異常?？寺《嗬虻膶嶒灲鉀Q了高度分化了的體細胞核移植成功的關(guān)鍵性技術(shù)，居于世界領(lǐng)先地位。

③以往用于基因移植的方法比較原始的，僅能插入一個基因并且很不精確。而克隆多莉方法可使移植的細胞在成為核供體之前誘發(fā)精確的遺傳變化，又能精確地植入基因。然后選擇技術(shù)幫助準確地挑選出那些產(chǎn)生令人滿意變化的母細胞來作為核供體，這樣就能用同一個體的許多細胞繁殖出遺傳表現(xiàn)完全相同的動物個體?？寺〖夹g(shù)成功的實踐意義 ①應(yīng)用克隆技術(shù)，繁殖優(yōu)良物種。常規(guī)育種周期長還無法保證100%的純度；用克隆這種無性繁殖，就能從同一個體中復(fù)制出大量完全相同的純正品種，且花時少、選育的品種性狀穩(wěn)定，不再分離。

②建造動物藥廠，制造藥物蛋白。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將藥物蛋白基因轉(zhuǎn)移到動物中并使之在乳腺中表達，產(chǎn)生含有藥物蛋白的乳汁，并利用克隆技術(shù)繁殖這種轉(zhuǎn)基因動物，大量制造藥物蛋白。

③建立實驗動物模型，探索人類發(fā)病規(guī)律。

④克隆異種純系動物，提供移植器官。采用克隆技術(shù)，可先把人體相關(guān)基因轉(zhuǎn)移到純系豬中，再用克隆技術(shù)把帶有人類基因的特種豬大量繁殖產(chǎn)生大量適用器官，且能同時改變器官的細胞表面攜帶人體蛋白和糖分特性，當豬的器官植入病人體內(nèi)時，免疫排異反應(yīng)減弱，成功率提高，用起來也更加安全。

⑤拯救瀕危動物，保護生態(tài)平衡。克隆技術(shù)的應(yīng)用可望人為地調(diào)節(jié)自然動物群體的興衰，使之達到平衡發(fā)展。1

反響1997年2月英國羅斯林研究所維爾穆特博士科研組公布體細胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎細胞核移植技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展。實際上，“多莉”的克隆在核移植技術(shù)上沿襲了胚胎細胞核移植的全部過程，但這并不能減低“多利”的重大意義，因為它是世界上第一例經(jīng)體細胞核移植出生的動物，是克隆技術(shù)領(lǐng)域研究的巨大突破。這一巨大進展意味著：在理論上證明了，同植物細胞一樣，分化了的動物細胞核也具有全能性，在分化過程中細胞核中的遺傳物質(zhì)沒有不可逆變化；在實踐上證明了，利用體細胞進行動物克隆的技術(shù)是可行的，將有無數(shù)相同的細胞可用來作為供體進行核移植，并且在與卵細胞相融合前可對這些供體細胞進行一系列復(fù)雜的遺傳操作，從而為大規(guī)模復(fù)制動物優(yōu)良品種和生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物提供了有效方法。

在理論上，利用同樣方法，人可以復(fù)制“克隆人”，這意味著以往科幻小說中的獨裁狂人克隆自己的想法是完全可以實現(xiàn)的。因此，“多莉”的誕生在世界各國科學界、政界乃至宗教界都引起了強烈反響，并引發(fā)了一場由克隆人所衍生的道德問題的討論。各國政府有關(guān)人士、民間紛紛作出反應(yīng)：克隆人類有悖于倫理道德。盡管如此，克隆技術(shù)的巨大理論意義和實用價值促使科學家們加快了研究的步伐，從而使動物克隆技術(shù)的研究與開發(fā)進入一個高潮。

相關(guān)報道10年前的7月，一只名叫“多莉”的小羊羔在蘇格蘭首府愛丁堡以南幾英里的一個小山村誕生了，單從外表看，它與周圍農(nóng)場里每個夏天出生的、成千上萬只綿羊沒什么不同。但“多莉”的確與眾不同，它從一只成年母羊的單一乳房細胞被克隆而來，這在生物學上曾被視為不可能，因此它一下成為全世界最著名的小羊羔。

它的出生在全球引發(fā)了一場實驗室中的競爭，那就是爭相進行克隆技術(shù)方面的突破。但是，多莉的誕生也引起了人們的恐懼和疑慮——人類離自身的克隆還有多遠？

在克隆的“多莉羊”誕生10年后，科學家們逐漸認識到，克隆并不是完美的?？寺∵^程中會產(chǎn)生一些缺陷，甚至帶來一些危險。2

克隆并非完美復(fù)制人們一向認為，克隆是對原來動物的一種完美復(fù)制，從每一根毛發(fā)到性情都將完全相同。這樣的想法的確十分誘人。但事實并非如此。有人在花費了數(shù)千美元克隆了自己的寵物貓后，卻發(fā)現(xiàn)克隆出來的小動物與自己的寵物大相徑庭：克隆小貓無論是外表還是性情，都和原來的完全不同——皮毛的顏色不同，對主人的態(tài)度也不同。

事實上，科學家現(xiàn)在才開始發(fā)現(xiàn)，這一過程在克隆動物的染色體中留下了一些小缺陷。科學家對克隆多利的過程越是了解，他們就越是覺得，這只羊能存活下來純屬僥幸。伊恩·威爾莫特領(lǐng)導(dǎo)了克隆多利的科學小組，他說：“到現(xiàn)在，我們還為能克隆成功感到驚訝。”

克隆的成功率很低即使經(jīng)過了10年，并有15種哺乳動物被克隆，但克隆的效率并不比多利誕生時高多少：克隆的卵子中只有2～5%最后能成功地誕生出能存活的動物。每克隆成功一個動物，就會有成百上千的克隆動物在出生后幾天或幾周后就死亡。

哺乳動物的克隆非常復(fù)雜，最關(guān)鍵的過程被稱為“核移植”：第一步是去掉卵子的細胞核，然后把來自一個成熟細胞的核移植進去，在克隆多莉時，用的是一個母羊的乳房細胞。這兩種成分有機地結(jié)合在一起，使混合細胞像一個胚胎一樣進行分裂。

這個過程并非總能成功，威爾莫特說：“我稱之為抽獎法，即使你用一直使用的方法，也有可能得到有嚴重缺陷或畸形的克隆動物，有一些動物會很快死去?！?/p>

缺陷不可避免在正常的發(fā)育過程中，被稱為甲基的分子會按正確的時間模式附著在DNA上，該模式控制著什么時間傳遞何種基因。在克隆過程中，這種時間模式卻并非總能被準確重建。

打個比方，把一部長篇小說打亂，拆成無數(shù)的單詞，然后用它們重新拼出原來的小說，每一句話、每一頁、每一章都與原小說相同，這非常難，克隆過程也同樣如此。

你無法把打亂的分子結(jié)構(gòu)準確地重新排列出來，要做到百分之百的準確率很難，這也能解釋為什么克隆的成功率會如此低。

所幸，哺乳動物的身體經(jīng)常能修補因重新排列而造成的小錯誤。

盡管克隆過程中產(chǎn)生的缺陷也許很小，而且哺乳動物能承受，但只要克隆就會產(chǎn)生缺陷，這卻是不爭的事實，這就是科學家反對進行人類克隆的原因。2