克隆动物
经无性繁殖所获得的动物。克隆是英语 “clone”的译音,原意为无性繁殖。由于经克隆方式得到的动物其基因型相同,所以无论从外形上来看,还是从内在的各种性状来看,都十分相似。故又有复制动物的说法。克隆动物是目前生物技术领域研究的热点之一,其科学和应用价值巨大。
1997年,由英国爱丁堡罗斯林研究所科学家威尔穆特经体细胞核移植方式克隆成功绵羊 “多莉”,引起了科学界和社会各界的震动。由于动物的克隆直接和人有关,涉及一系列复杂的道德和伦理问题,所以动物克隆技术引起了整个社会的极大争议。不少国家的政府提出取消对动物克隆技术的研究经费,禁止克隆人类,甚至禁止用克隆技术研究动物。但是,随着社会的不断进步和科学的不断发展,人们既然能够实现动物的成功克隆,就一定有能力控制它对人们带来的危害。
动物克隆的方式主要有以下几种:
(1) 胚胎分割: 卵细胞受精后,首先发育成多细胞的胚胎。在显微镜下用显微操作技术,将早期的多细胞的胚胎人为地分割开,然后将它们分别移植到受体动物的体内,使之完成妊娠产仔的过程。这些技术已在多种动物种类上获得成功。如1995年日本报道,将一头牛的胚胎经分割后成功地获得了四头牛犊。
(2) 胚胎细胞核移植: 采用显微操作技术将单个胚胎细胞的细胞核取出,移入已事先去除染色质的成熟卵母细胞内,然后使该融合细胞再发育成胚胎,移入受体动物体内,最后获得克隆动物。采用这种方法可以获得更多的克隆动物。Bondioli等在1990年通过两次连续的核移植,得到了8头来自同一起始胚胎的牛犊。
(3) 体细胞核移植方式: “多莉” 就是通过此种方法获得克隆成功的。多莉的产生过程是这样的: 将一头六岁绵羊的乳腺细胞进行分离,并将另一只绵羊的卵母细胞内的染色质去除。将分离获得的乳腺细胞的细胞核和已去除染色质的卵母细胞融合,融合后的复合细胞进一步发育成胚胎,移植入受体体内,最后获得羊羔一只,即为多莉。从上述特征来看,多莉和供核羊 (即提供乳腺细胞者) 相同,而与提供卵母细胞的母羊不同。DNA分析也证实了这一点。
(4) 其它方式: 如幼胎成纤维细胞核移植方式,胚胎干细胞核移植方式等。
在以上方式中,以体细胞核移植方式的难度最大。这是因为虽然从理论上来说,生物体内的每一个细胞都有独立发育成一个完整个体的能力,但是,细胞的分化程度越高,这种能力就越弱。因此,对于高度分化的动物体细胞 (如乳腺细胞)来说,通过核移植方式来获得克隆动物十分困难。而对于分化程度很低的胚胎细胞来说,则要容易得多。
多莉的诞生是划时代的成果,因为它打破了只能用胚胎细胞才能克隆动物的传统方式,为发育生物学、胚胎学、遗传学等学科的进一步发展,揭示生命的奥秘提供了广阔的思路。同时,它也为培养良种家畜、生产某些药物、生产不被人体排斥的移植器官等开辟了新的道路。在国际上克隆出的动物中,除个别外,我国均已获得了成功。
近几年来,克隆动物的研究日新月异。“七五” 以来,农业部、国家科委等部门对这方面的研究工作也特别重视,多次立题,组织攻关,在胚胎分割、胚胎细胞移植等方面取得了很大的进展。今后,应继续加大投资,完善技术,不断创新,促进我国的科学研究和经济发展。