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第78章 生物界的大震撼

第七十六章生物界的大震撼

克隆技术的发明

1996年7月,一只名叫多利的绵羊在英国罗斯林研究所诞生,它是克隆技术的结晶。这一轰

动世界的研究成果,标志着新世纪——生物学世纪提前向我们走来。

无性繁殖克隆先河

克隆是英语单词Clone的音译,意是指用幼苗式嫩枝以无性繁殖的方式培育植物。随着时间

的推移,克隆的内涵已经扩大了

。现在认为,只要是由1个细胞发育而成的两个以上的细胞、细胞群或生物体,由一个亲本

序列就是克隆细胞、克隆体。克隆细胞与母体细胞的基因完全相同。准确地说,克隆是指生

物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由此无性繁殖形成的基因型完全相同的个体组成的种

群。

其实,无性繁殖并不是什么新生事物。我们在日常生活中也经常会用到“克隆”这样一种繁

殖方式。例如,春暖花开时节,从一个柳树枝上剪下几根小条,插进土里,以后它逐渐长成

高大的柳树,形成茂密的柳荫。又比如,农民把土豆切成许多小块,这些小土豆块又可以长

成新的土豆……这些都是植物的克隆。在自然条件下,许多植物就是这样繁衍后代的。

这种无性繁殖的方式在低等动物中也是很常见的。例如,细菌、涡虫的分裂繁殖是亲体纵裂

或横裂成两个子体;酵母菌、水螅等的出芽繁殖则是亲体在一定的部位长出芽体,逐渐长大

,然后脱离亲体而成为独立的个体。

传统观念认为,尽管许多植物和一些动物尤其是低等动物的细胞都可以复制出一个同样的生

物,但大部分动物的细胞已经失去了这种能力,例如人的细胞就失去了这种全能性。虽然每

一个高等动物的体细胞中都含有组成一个新动物的完整基因信息,但是这种结构却不能在成

的体细胞中被解读,因为肝细胞只能产生肝组织,乳腺细胞只能产生乳腺组织而不会产生其

他组织

。因此生物学家一度否定了由动物的成熟体细胞无性繁殖成一个完整的动物的可能性。人们

也已经习惯了传统的繁衍生殖模式与过程,即:

精子+卵子→遗传物质相结合→受精卵→胚胎→婴儿

但克隆绵羊——多利的诞生彻底改变了人类的繁殖观,它以确凿的证据证明了无性繁殖即体

细胞繁殖在高等动物中的可能性。

“多利”诞生轰动世界

1997年2月23日,英国伦敦新闻界报道了一则震惊世界的消息:爱丁堡罗斯林研究所的科学

家们宣称,他们运用克隆技术——通过把单个绵羊细胞与一个未受精卵相结合——培养出了

世界上第一只没有父母的绵羊。这是人类克隆史上的又一重大突破。罗斯林研究所的威尔穆

特博士给这只出身奇特的小羊取名为多利。博士喜爱英国乡村歌手多利·帕顿,她一头金发

,漂亮而性感。

世界各国新闻媒体争相报道,记者们蜂拥前往。他们是这样描述多利的:

多利浑身洁白,长着细长弯曲的羊毛,粉扑扑的鼻子,左耳上系着一个红色小身份牌。多利

生于1996年7月,出生体重为6.6公斤。如今,它年龄7个月,体重45公斤,发育正常,顽皮

可爱。多利全然不知道自己的特殊身份,像其他小羊一样吃草、睡觉和欢蹦乱跳,它还从饲

养员手中抢东西吃……

一夜之间,小羊多利成了世界上头号新闻“人物”!人们称多利为“The Lamb of the God”

(上帝的小羊羔),是耶稣的第二次复活。

多利确实不是一只普通的绵羊,它的身世不像普通羊是通过雌雄两只羊交配后生产出来的,

而是科学家用一个成年羊的乳腺细胞,经过克隆技术培育出来的,中间不涉及公羊母羊交配

精子卵子结合等性的问题,这样培育出来的羊称无性繁殖羊。这无疑是生命科学的重大突破

,甚至有人拿它与原子能的发现相比。

“多利”的诞生过程将有助于人们详细了解动物克隆技术:

第一步,先从一只6岁的芬兰多塞特种母羊A的乳腺中取出一个本身并没有繁殖功能的普通

乳腺细胞,将这个细胞的基因分离出来。

第二步,对一只苏格兰黑脸种母羊B注射促进性腺激素,经过28~33小时后取出卵,并尽快

取出细胞核,将其中的基因取出,换上第一只羊的乳腺细胞的基因,将细胞核重新放回卵细

胞,再将这个基因已经“调包”的卵细胞放电激活。这样,这个经过调包处理的“卵细胞”

就像所有正常受精的卵细胞一样进行着正常的细胞分裂。

第三步,当调了包的卵细胞分裂到一定阶段,胚胎形成后,再将这个胚胎移植到第三只母绵

羊C的子宫里。第三只母绵羊经过正常的妊娠后,“多利”就降生了!

那么,多利的父母又是谁呢?

从社会学的角度看,多利有了3个母亲,因为3只雌羊都对孕育多利作出了贡献。

但是,从遗传学的角度看,多利却没有父母,因为只有分别提供了精子和卵子的两个生物个

体才是受精卵的父母,而多利并未接受这样的精子和卵子。多利与第一只羊的基因完全一样

,是第一只羊的复制品,二者“身份”完完全全相同,故科学家们称此为“无性繁殖”——

克隆。

从新闻媒体的角度看,为多利提供细胞的第一只羊既是多利的父亲,又是多利的母亲,因为

卵子和精子携带的全部遗传信息都在体细胞内。第一只提供了体细胞,即由那个细胞——祖

先细胞分裂繁殖而形成了纯细胞系,这个细胞系中的每一个细胞的基因彼此相同,亦称无性

繁殖细胞系。

从人类的法律角度看,第三只羊应是多利的母亲,因为是它“生下”多利的,虽然多利与它

的黑脸毫无相似之处。

继克隆羊多利后,有许多科学家宣布早已获得过克隆猪、克隆牛、克隆山羊等,但为什么这

些克隆动物过去并没有在世界上产生太大的反响呢?这是因为这些克隆动物都是用胚胎细胞

进行的核移植,这同采用已高度分化的体细胞进行核移植的克隆羊多利,是两个不同的概念

。其实前者不能说是无性繁殖,因为胚胎细胞本身是通过有性繁殖产生的,其细胞中的基因

组,一半来自父本,一半来自母本。而多利的基因组,全部来自单亲。这才是真正的无性繁

殖。

克隆羊的成功,是科学史上的一件非常重要的大事。它在理论上的贡献在于,它使人们相信

体细胞,特别是高度分化的成年体细胞,有可能在遗传信息的保存上是全能的,而且这

个全能性会在一定条件下表现出来。而按照传统发育生物学的观点,成年体细胞是一种定向

了的,即这种细胞的性质已经定型是哪种类型的细胞或组织就是哪种类型的细胞或组织。正

如乳腺细胞只能发育成乳腺组织一样,不可能再回头,重新获得全能性。

合理运用趋利避害

克隆技术对人类产生的冲击将是强烈而持久的。多利诞生后不久,关于克隆技术的讨论也在

种新闻媒体上热热闹闹地登场,从国家首脑到科学家到普通百姓纷纷陈述己见,对克隆的利

弊、有性繁殖与无性繁殖比较、克隆的前景等等展开了激烈地讨论甚至争论。但是,归根

底,克隆技术之所以在全世界掀起一场轩然大波,却与人们对“克隆人”的担忧密切相关。

克隆

技术是一个具有划时代意义的重大的科学技术突破,既然羊、牛的体细胞的全能性在特殊条

件下能被激活,从而克隆出整个动物,那么,人也是一种哺乳动物,克隆人的成功就不是不

可能的了。但是,人们担心,一旦克隆技术用于人体自身,就有可能成为人类的“生物原子

弹”。人类社会的伦理道德将会面临“灭顶之灾”……

现在,各国政府都已经发出了禁止进行人类无性繁殖试验的命令,但人们必须认清这样一个

事实,即:克隆人并不是克隆问题的全部,我们必须对最近发生的科学突破的范围和影响有

个全面的了解。如果了解我们身边的一项又一项生物技术的成就,我们会发现,将克隆技术

用于动物、植物或人体的细胞和蛋白质的研究,已经和将为生物科学、农业和医学带来巨大

的利益。

克隆技术的突破,最直接效果之一就是进行优质植物和良种家畜选育。克隆技术用于植物

改良,可以制造出优质高产、抗病虫的新品种;通过克隆技术,对野生植物中的抗病、

抗虫基因进行定位,然后转移到具有优良品质的品种中,已经获得了抗虫棉、抗烟草花叶病

的烟草以及抗马铃薯病毒的马铃薯等。克隆技术也是培育良种家畜的理想手段。

克隆技术在改良动植物品种上的运用启发了人类的科学想像力。人们立刻把目光转向了濒危

物种的拯救工作。某些濒临绝种的动物物种,它们通常存在有性生殖的某些环节的困难,如

果应用克隆技术来增加物种数量,那将是人类及地球的一大福音。

克隆技术在医学领域有着更为广泛的运用和更为诱人的前景。

“克隆”技术在哺乳动物身上的成功,为病人带来了巨大福音。例如,从小乳牛体内提取的

具有重要药用价值的凝乳酶价格相当昂贵。后来,科学家们设法先提取产生凝乳酶的基因

,再运用先进的转基因技术,“转入”绵羊。这样,这头绵羊的乳汁中也就含有了凝乳酶素

。据估算,用这种方法产生的药物,其成本将大大降低。

克隆技术是生物科学上的一个进步。科技的成果是掌握在人类手中的。如果人类能够理智和

谨慎地利用克隆技术,那么克隆技术将会把人类社会带入一片美好的新天地。