克隆之谜.doc

克隆之谜克隆一词是由clone音译而来，在音译名出现以前曾有一个意译名-无性繁殖系，指由单一细胞或共同祖先经有丝分裂得到的细胞群体或有机群体。我们通过细胞培养可以得到一个细胞克隆。在微生物实验时，通过倒平皿，我们可以得到一个个的菌落，这些菌落其实就是细菌的克隆。可见克隆原来是个名词，指一群细胞或一群个体。随着分子生物学的发展，出现了核移植与基因工程之类的操作。核移植操作可以得到重建细胞，重建细胞可以繁殖成一个无性系；基因工程操作可以将某一被选定的基因拼接到质粒的复制子上，随着复制子的复制也能得到DNA分子的无性系。于是，有人就把这类操作称作克隆，即将clone一词由名词转化成动词，并将核移植称为nuclearcloning（核克隆），通过基因工程得到DNA分子的无性系称为molecularcloning（分子克隆）。在这里克隆是一种实现无性繁殖（a*ualreproduction）的操作，是一种显微操作或分子生物学操作，而不是一般意义上的无性繁殖（或无性繁殖操作）。这也许正是克隆一词能够存在而不被无性繁殖替代的原因。多利羊又称克隆羊，其实是用核克隆技术产生的羊。有人说，只有多利羊才是真正的克隆羊，其他报导，如克隆猪、克隆牛等，由于它们是由胚胎细胞发育而成的，而胚胎细胞是有性繁殖产生的，所以，不是真正意义上的克隆。这是一种误解，是由于对有性过程在时间上把握不准所造成的。有性过程到受精卵、即合子形成时即告结束，合子分裂一旦开始即与有性过程无关了。如果说分裂后的胚胎细胞是有性繁殖产生的，那么，体细胞追究下去也是有性繁殖产生的。但事实上它们都是由合子经有丝分裂逐渐产生的。这就是说，有性繁殖实际上是经过一次有性过程和许多次无性过程，最后产生一个成活的后代而实现的。从胚胎中取出一个细胞使之发育成一个个体，这显然应属于无性繁殖。所以，从这个意义上讲，杜里舒是克隆技术（细胞克隆技术）的创始人，他的将两分裂球时期的细胞分开，使之发育成两个海胆的实验，是最早的克隆实验。而人类的同卵双生双胞胎，就是经天然细胞克隆化产生的。而克隆猪、克隆牛，如果是经核移植育成的，则不管供核细胞是来自早期胚胎细胞，还是已分化细胞，均属于真正意义上的克隆技术，而且是比杜里舒的水平高得多的克隆技术。这里顺便提一下，因为中文词不能从词形上看出词性，所以，细胞克隆一词既可看成名词，又可看成动词。作为名词，细胞克隆指细胞的一个无性繁殖系。作为动词，它与核克隆、分子克隆对应，指用细胞去无性繁殖。为了与前者区别，作者建议该意思可用细胞克隆化或细胞克隆技术来表达。应用细胞克隆技术，可将细胞克隆成一个无性繁殖的细胞群体，如细胞培养中得到的克隆；也可使克隆后的细胞分化、发育成一个无性繁殖的个体，如杜里舒得到的海胆，某些研究者得到的克隆猪、克隆牛等。多利羊与其它克隆动物的区别不在于是不是无性繁殖，而在于供核细胞的分化程度。早期胚胎细胞基本上是未分化细胞，即使是成形胚胎的已分化细胞，其细胞分化程度也远低于成年个体的已特化细胞。能将已特化细胞克隆成一个成活的个体，从理论上讲这是一次重大突破。这说明，已特化细胞的遗传结构即使发生了变化，这种变化也不是不可逆的，至少特化至乳腺上皮细胞时还是如此。至于神经细胞、脑细胞的特化是不是不可逆的，也可用核移植的方法检验。不过可以预料，克隆神经细胞，难度肯定要高于乳腺上皮细胞。话说到这里你一定能理解，为什么说克隆不是复制的同义词了。提起复制，我们最熟悉的就是用复印机复印文件，通过复印得到的复制品与原件是完全一样的。DNA的复制结果就是如此，所以复制用于DNA的合成是一个非常确切的术语。而克隆则是一个过程，克隆产生的个体还需进行胚胎发育和胎后发育，克隆个体与原本之间有一段年龄差异。由于发育过程既受基因主宰又受环境调控，而克隆与其原本尽管基因相同，所处环境却绝不会相同，所以，克隆与其原本是不可能像复制品与原件那样完全一样的。再者，如果克隆个体是由核移植产生的，那么，由于重建细胞的细胞质并非来自原本，而我们知道细胞质中也有遗传物质，它们必然会对个体产生影响，所以，更不能把克隆个体看成是原本的复制品。克隆个体可以看成是原本的再生，但不是原本的复活。因为：i.克隆个体和原本可以同时存在，ii.尽管从遗传结构上看克隆个体和原本是姐妹（兄弟）关系，但从年龄上看它们却是亲子关系。无性繁殖的生物仍然有代的概念，克隆个体也应有代的概念。而且，克隆个体的代间界限也是很容易划分的。由原本的体细胞产生的克隆个体是第1代，克隆个体成为成体后从其体细胞再克隆，即可得到第2代克隆个体。理论上讲，正如无性繁殖可以一代接一代地传下去一样，克隆个体的代数也是无止境的。只不过克隆不是自然进行的繁殖，而是人为操作，是否有必要一代代克隆下去值得怀疑。如果没有理论或实际上的意义，可能不会有人愿意做多代克隆的工作。6月16日，由西北农林科技大学生物工程研究所所长、教授、博士生导师张涌博士主持的国家自然科学基金重点项目和农业部重点项目体细胞克隆山羊的研究取得重大突破，世界首例成年体细胞克隆山羊今天在西北农林科技大学种羊场顺利诞生。这标志着我国动物体细胞克隆技术已跻身于世界先进行列，将对我国体细胞克隆技术的发展与完善产生重大影响。这只体细胞克隆山羊起名元元，于当天中午12:58诞生，体长36厘米，体高30厘米，体重2.8公斤，毛色为青灰色。1999年12月至今年元月，张涌教授领导课题组从一只成年青山羊的耳朵上采集下体细胞，经体外传代培养，选出5-10代的体细胞，用于组装克隆胚。同时，他们将从屠宰场采集的山羊卵母细胞在体外培养成熟，在组装过程中，去掉卵母细胞的细胞核，再将青山羊体细胞核注入去核的卵母细胞中。经过体外培养，移植给受体山羊。经过5个月的孕育,顺利产下一只体细胞克隆山羊。不久，科学家将通过遗传分析，对元元进行正身。据悉，另一只妊娠受体将于6月底前生产。根据专家介绍，生产元元所采用的克隆技术与英国体细胞克隆绵羊多利的技术完全不同。我国研究人员所采用的技术是立足国内条件，经反复实验探索，在上百次失败的经历中总结出来的具有自主知识产权的一整套动物体细胞克隆技术。5