農業的十萬個為什麼(8)什麼是克隆

2010年02月25日 09:18  往期文稿 我要評論

  

    在音像店裏,我們很方便的就可以買到自己喜歡的CD,它可能是從某張母盤,複製出的上萬張CD中的一個。而有了這樣一張底片,我們也可以得到若干相同的照片,想洗多少就有多少。這張紙的複製就更簡單了,有了影印機,幾秒鐘之內就能解決問題。其實人類一直有一個想法,它與這些了不起的發明如出一轍:就是生命能不能被複製呢?

  

    説到複製生命,不能不提大家經常挂在嘴邊的那個詞——克隆。不過,要是問您到底什麼是克隆,估計知道的人就不多了。説白了,克隆就是“複製生命”的一項生物技術,它是英文“無性繁殖”的音譯。

  

    無性繁殖本質上講,它就是一種複製,它不會改變遺傳多樣性。它就是一種拷貝,就是像影印機一樣的,你是什麼東西,我給你複印出來以後,但是説複印的內容的改變,圖畫的改變,色彩的改變,你必須從基因開始。克隆本身不會去改變這點的,只是它可以大量的繁殖。

  

    “無性繁殖”並不是突然出現的,在我們的身邊就有很多例子。

  

    從一棵吊蘭上掰下一段,泡在水裏,很快就會生出根,長出一棵新吊蘭。

  

    樹莓分孽出的枝條,如果碰巧遇到合適的土壤,也會生根發芽成為新的個體,這就是無性繁殖。

  

    但是隨著你的進化程度升高的話,進化變得更高級的生物的時候,它就不可能通過産生大量後代的形式,來獲得生存的能力,它是要通過自身的變異,它的調節環境,適應環境的方面,獲得自己的生存能力,這樣它就通過有性的繁殖來變化。

  

    如果從生物進化的角度來説,出現在大約10億年前的有性繁殖,被看成是進化的一個重要標誌,優於無性繁殖。我們對它也更為熟悉。

  

    許多作物在開花時節,總是通過那些昆蟲郵差來傳遞花粉,然後等待果實出現的日子。而被馴化的那些家養動物,也是通過兩性間的愛情交流産生出後代來。

  

    但是從上個世紀三十年代開始,不少科學家卻費盡心力研究動物克隆,這又是為什麼呢?

  

    無性繁殖或者説克隆,能夠忠實地複製生物體,避開了變異的風險。對於畜牧業,這可能帶來更多的收益。

  

    如果你能夠把一萬公斤奶牛,就像機器一樣給它複製出來,那你可以想象出來,産奶量的提高是成倍成倍的提高,這不是育種技術短期內可以做得到的,這個只要通過繁殖的技術,複製的技術,就可以大規模的提高動物的生産效益,所以它的意義非常大。

  

    您瞧,這克隆還真是挺神的,那些活蹦亂跳的牛啊羊啊,原來也能被複製。説到克隆不能不提那只著名的小綿羊——多莉。可以説,咱們大多數人知道“克隆”這個詞,就是從它開始的。1997年的2月27日,當英國的羅斯林研究所宣佈多莉出生的消息時,全世界都為之轟動。不過,也有人提出疑問,説多莉其實並沒有做到百分之百的複製,真的是這樣嗎?

  

    多莉到底是不是被百分之百地複製出來的呢?我們來回顧一下它出生的經過。

  

    一隻6歲白麵母綿羊A(基因母親)貢獻出自己的乳腺細胞,作為遺傳物質。

  

    另一隻黑面母綿羊B(借卵母親),提供去除細胞核的卵母細胞。

  

    進行微電流的刺激後,來源不同的細胞核與細胞質開始融合,並分裂形成胚胎細胞。

  

    再將胚胎細胞轉移到代孕的母綿羊C(代孕母親)體內。

  

    從理論上講,多莉就應該出生了。

  

    但實際上,英國羅斯林研究所的專家,把乳腺細胞DNA裝進卵細胞的過程重復了兩百多次,還連一個羊影子都沒有看到。一直耐心等到第277號胚胎,多莉才終於誕生了。

  

    和普通綿羊不同的是,有三隻母羊參與了多莉的誕生,它們在其中分別起著不同的作用。綿羊A提供遺傳物質,B提供去核卵母細胞,而C負責將多莉生出來。如此一來,會不會對複製的效果産生影響呢?

  

    按道理説,多莉應該與基因母親的遺傳物質相同,它們更像是一對隔了六年出生的雙胞胎。

  

    但多莉的遺傳物質同它又不是完全一樣,因為多莉還接受了借卵母親的細胞質。

  

    受體的細胞質當然會影響,但是這個影響是很小的,核是最重要的,核在基因組的遺傳,細胞質當然會有影響。 當然,這種影響是局部的。

  

    與細胞核承載了近98%的遺傳物質相比,細胞質幾乎是微不足道的,但影響畢竟存在。另外,理論上的完全複製,也受制于我們對於克隆的認識水平。

  

    我們沒有説能做到百分之百,因為我們科學還不能認識到百分之百的複製是什麼。我們現在能看到的好像是百分之百的複製,但是DNA鏈上的一些化學基團,一些修飾,一些很小的變化,是不是百分之百呢?現在的認識,正在過程之中,所以呢,你還不能完全百分之百的,也許還會有一些微小的差別在裏面。

  

    [主持人四]不管怎麼説,多莉的誕生引發了人們對克隆技術空前的信心,而且好多人也由此預測起克隆技術的美好前景來。我一直在琢磨一個問題,這多莉到底該管誰叫媽呢?得了,其實不管是什麼研究,這“第一次”總帶有不少偶然性和不盡人意的地方。我們都知道一個事實就是,多莉只活到了正常綿羊一半的壽命,就離去了。這難道是因為克隆引起的嗎?

  

    在2003年的情人節,多莉由於進行性肺部感染,沒有治愈的希望,而被研究人員實施了安樂死。

  

    一般綿羊的壽命可達12年,多利卻只活了6年。有科學家説:這是一隻披著小羊皮的老羊。

  

    多莉在繼承綿羊A的遺傳物質的同時,是否也複製了6歲母綿羊的年齡。

  

    年齡就像一個計算機程序一樣,它是一旦啟動了這個程序,它就會自動的走下去。但是克隆,就是把這個程序重新調零。什麼時候調零,調零就是卵母細胞,就是我們講為什麼還要一個,要一頭母的,雌性的動物來提供卵母細胞呢,卵母細胞裏面,具有這種調零的遺傳物質,是有這個生物的物質。

  

    也就是説, 多莉雖然繼承了綿羊A的特徵,但它的壽命並不會受到6歲母綿羊的影響。那麼它為什麼要比一般綿羊壽命短呢?其實這個報導做了好多,包括威爾穆克本人,也説這個實驗的報道是錯的。感覺到好像是早衰了,但實際上更深入的研究,(克隆動物)並沒有早衰現象。只有多莉這一例出現了早衰。

  

    儘管如此,克隆的成功率很低,卻是個不爭的事實。277次才培育出一個多莉,這在某些方面反映了技術上的缺陷。

  

    但是經過近十年的發展,情況已經有了很大改觀,不單是操作者的技術提高了,實驗的條件也逐漸優化,效果也越理想。

  

    他們當時的話,277個“囊胚”,才能出一個活體的動物,今天不需要了,今天大概100個“囊胚”出5個到10個都是可以的,這是正常的範圍,這個效率比以前提高了幾十倍。

  

    到現在為止,十二生肖裏有一半的動物都克隆出來了,羊、豬、猴、牛、鼠、兔,另外還有貓啊、騾啊什麼的。説起來,多利不過是一頭頂普通的羊,説它普通其實也不普通。正因為有了多莉,讓更多的人知道,生命延續的方式中,兩性的參與並不是唯一的選擇,作為人類向自然學習的一大成果,克隆會造福越來越多的人們。

  

責編:劉岩

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