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什么是克隆技术

克隆，是Clone 的译音，意为无性繁殖。 英语“Clone”一词起源于希腊文“Klone”，原意是用“嫩枝”或“插条”繁殖。 现在克隆的含义已不仅仅是简单的“无性繁殖”，凡来自一个祖先，经过无性繁殖出的一群个体，也叫“克隆”。这种来自一个祖先的无性繁殖的后代群体也叫“无性繁殖系”，简称“无性系”。在自然界，有不少植物具有先天的克隆本能，如番薯、马铃薯、玫瑰等插枝繁殖的植物。而动物的克隆技术，则经历了由胚胎细胞到体细胞的发展过程。克隆技术即无性繁殖技术。前不久报道的克隆羊多利（Dolly），就是首次利用这种技术克隆成功的，它在生物工程史上揭开了新的一页。 　　多利羊的叫声响遍全球， 这只不同凡响的小羊是由英国爱丁堡大学罗斯林学院(Edinburgh‘s Roslin Institute)的胚胎学家伊恩.威尔马特(Ian Wilmut)领导的科研小组从一只成年绵羊的乳腺细胞克隆出来的。　 　　　　首先，威尔马特和他的同事们从一只不知姓名的Finn Dorset种白色妊娠绵羊的乳腺刮下若干个膜细胞。通常，这类细胞在10%的绵羊胎儿血清中能保持活性；血清是血液的液体成分，它富含类似于食物的细胞营养物质。但是，威尔马特意识到，利用使细胞处于休眠状态的标准技术，即将它们置于浓度降低为0.5%血清之中，不仅可以使这些细胞"忘记"它们是乳房细胞，而且能使它们"记住"发育成整只绵羊的遗传指令。 　　　　这是一个重大的突破。以前，其他科学家不理解使细胞遗传物质和接受细胞遗传物质的卵细胞二者在发育上同步的重要性。以往，在其它实验室，基因在由卵细胞激活的发育过程中行进得过于超前。然而，威尔马特从Finn Dorset种母羊摘取的细胞并没有开始分裂DNA，并将之转译成绵羊特质（stuff of sheep）。处于休眠状态的乳房细胞的基因极易与卵细胞结合。然后，科学家从形体较小的苏格兰黑面羊摘取卵细胞，通过手术去除其细胞核（DNA的载体）。 　　 　　　　威尔马特及其研究小组把白羊的乳腺细胞放入黑羊的已去除细胞核的卵细胞中，以一种弗兰肯斯坦（Frankensfein）式的技巧，用电脉冲使这些细胞的膜不仅结合在一起，而且两个细胞即刻合而为一。 　 　　下一步，利用标准的人工繁殖技术，将如此合成的卵细胞植入一只黑面母羊体内。4个月之后，这只举世震惊的小羊羔诞生了。人们发现它的颜色是白的，这暗示它与黑面母羊──它的生身之母不属于同一个品种。用几个月的时间进行了DNA 测试，最终证实，多利确实是一个生物学复制品（biological copy）。　　

克隆技术的发展

　　早在本世纪50年代，美国的科学家以两栖动物和鱼类作研究对象，首创了细胞核移植技术，他们研究细胞发育分化的潜能问题，细胞质和细胞核的相互作用问题。 　　英国牛津大学的科学家在1960年和1962年，先后用非洲一种有爪的蟾蜍（非洲爪蟾）进行过克隆试验。试验方式是光用紫外线照射爪蟾卵细胞，破坏其中的核，然后依靠高超的外科手术从爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞、肝细胞、肾细胞中取出核，并把这些细胞的核精确地放进已被紫外线破坏了细胞核的卵细胞内，经过精心照料，这些换核卵中终于有一部分长出了活蹦乱跳的爪蟾，这种爪蟾 不是经过精细胞和卵细胞州结合产生的，所以是克隆爪蟾。 　　1986年英国科学家魏拉德森首次把胚胎细胞利用细胞核移植法克隆出一只羊，以后又有人相继克隆出牛、羊、鼠、兔、猴等动物。而美国最近克隆猴取得成功，日本科学家也声称他们繁殖出200多头"克隆牛" 。以上所述的克隆动物，都是用胚胎细胞作为供体细胞进行细胞核移植而获得成功的。目前，克隆技术在英国又有了新的进展，他们把这一技术应用于人类造血事业。英国的PPL公司是克隆技术的经济后台，它的主管罗思詹姆斯博士说："从研究多利中我们知道，我们可以用一个细胞制要的组成部分，也就是血浆。"他们与罗斯林研究所合作研究一种带有人类基因的牛和羊。他们先把动物体内的血浆取出，再取代人类的血浆，这种改变了基因的牛和羊体内就含有人类血浆的重要成分，通过对这些动物的饲养、再克隆或繁殖，就可以得到稳定可靠而且相对便宜的血资源，据统计在英国每年价值可达150万英镑。可谓效益匪浅。 　　我国的克隆技术也毫不逊色。60年代，生物学家童第周对金鱼、鲫鱼进行细胞核移植，1978年又成功地进行了黑斑蛙的克隆试验，他将黑斑蛙的红细胞的核移入事先除去了核的黑斑蛙卵中，这种换核卵最后长成能在水中自由游泳的蝌蚪。1979年春，中国科学院武汉水生生物研究所的科学家用鲫鱼囊胚期的细胞进行人工培养，经过385天59代连续传代培养后，用直径10微米左右的玻璃管在显微镜下从培养细胞中吸出细胞核，在此同时，除去鲫鱼卵细胞的核，让卵细胞留出空间作好接纳囊胚细胞核的准备，一切准备就绪后，把玻璃管吸出的核移放到空出位置的鲫鱼卵细胞内，得到了囊胚细胞核的卵细胞在人工培养下大部分夭亡了，在189个这种换核卵细胞中，只有两个孵化出了鱼苗，而最终只有一条幼鱼度过难关，经过80多天培养后长成8厘米长的鲫鱼。这种鲫鱼并没有经过雌、雄细胞的结合，仅仅是给卵细胞换了个囊胚细胞的核，实际上是由换核卵产生的，因此也是克隆鱼。 　　鱼类换核技术的成熟和两栖类换核的成功，使一批从事良种培育工作的科学家激动不己，既然鲫色的囊胚细胞核取代鲫鱼卵细胞核后能得到克隆鱼，那么异种鱼换核能否得到新的杂种鱼呢？我国科学家首先提出了这个问题，也首先解决了这个问题，他们设法把鲤鱼胚胎细胞的核取代了鲫鱼卵细胞的核。鲤鱼细胞核和鲫鱼卵细胞质居然能相安无事，并开始了类似受精卵分裂发育的过程，最后长出有"胡须"的"鲤鲫鱼"，这种鱼有"胡须"，生长快，完全像鲤鱼，但它的侧线鳞片数和脊椎骨的数目与鲫鱼相同，而且鱼味鲜美不亚于鲫鱼。这种人工克隆新鱼种的出现为鱼类育种开辟了新途径。 　　1990年5月，西北农业大学畜牧所克隆一只山羊。1992年，江苏农科院克隆一只兔子。 1993年，中科院发育生物学研究所与扬州大学农学院合作，克隆一只山羊。1995年7月，华南师大与广西农大合作，克隆一头奶牛、黄牛杂种牛。1995年10月，西北农大克隆6头猪。 1996年12月，湖南医大克隆6只老鼠。同年中国农科院畜牧所克隆一头公牛犊。1997年3月，中国科学院动物研究所研究员陈大元率先提出了克隆大熊猫的设想。1999年，陈大元领导的小组将大熊猫的体细胞植入去核后的兔卵细胞中，成功地培育出了大熊猫的早期胚胎，克隆大熊猫面临的两个关键问题中的一个已经解决。

克隆技术的影响

　　小羊多利是世界上第一个利用体细胞克隆成功的动物。 克隆多利的成功，从理论上说明了高度分化的细胞，经过一定手段处理之后，也可回复到受精卵时期的合子功能；说明了在发育过程中，细胞质对异源的细胞核的发育有调控作用。它对生物遗传疾病的治疗、优良品种的培育和扩群等提供了重要途径，对物种的优化、 对转基因动物的扩群均有一定作用。另外，利用克隆技术可以大量复制珍稀动物，挽救濒危物种，调节大自然的生态平衡，为人类造福。 　　　　自克隆小羊多利成功后，世界各国引起强烈的反响，以致梵蒂冈教廷和美国总统克林顿都对之发表了评论。有的人把它看作福音，有的人则把它视为祸水。 克隆技术取得突破，给人类带来极大的好处，最大的好处是培养大量品质优良的家畜，丰富人们的物质生活，使畜牧业的成本降低，效率提高，还可提供某些药物原料以提高人类免疫功能等。在小羊多利之前，英国 罗斯林研究所曾培育出一只奶中含治疗血友病药物原料的转基因羊，一家公司以50万英镑的高价买去。如果利用体细胞大批"复制"这只羊，就可挽救更多患者的生命。 英国PPL公司已培育出羊奶中含有治疗肺气肿的a一１抗胰蛋白酶的母羊。这种羊奶的售价是6千美元一升，一只母羊就好比一座制药厂。用什么办法能最有效、最方便地使这种羊扩大繁殖呢？最好的办法就是"克隆"。同样，荷兰PHP公司培育出能分泌人乳铁蛋白的牛，以色列LAS公司育成了能生产血清白蛋白的羊，这些高附加值的牲畜如何有效地繁殖？答案当然还是"克隆"。母马配公驴可以得到杂种优势特别强的动物---骡，然而骡不能繁殖后代，那么，优良的骡如何扩大繁殖？最好的办法也是"克隆"。我国的大熊猫是国宝，但自然交配成功率低，因此己濒临绝种。如何挽救这类珍稀动物"克隆"为人类提供了切实可行的途径。除此之外，克隆动物对于研究癌生物学、研究免疫学、研究人的寿命等都有不可低估的作用。 　　　　不可否认，"克隆绵羊"的问世也引起了许多人对"克隆人"的兴趣，例如，有人在考虑，是否可用自己的细胞克隆成一个胚胎，在其成形前就冰冻起来。在将来的某一天，自身的某个器官出了问题时，就可从胚胎中取出这个器官进行培养，然后替换自己病变的器官，这也就是用克隆技术为人类自身提供"配件"。最新传出的消息却令全世界尤其是伦理学家严重不安。一项以"治疗疾病、用于器官移植"为名的"克隆"项目，竟然第一次复制了人类胚胎，这对于人类是福是祸，实在难以预料。 当代生物史证明，克隆技术只能复制出外貌特征相同的生物，不能克隆出被复制者原有的才能。人的思想才能受后天的制约。所以，即使有人能克隆出酷似历史上的伟大领袖、伟大科学家那样的人物，也仅在外貌上相同，却缺乏伟大领袖、伟大科学家那样的思想、气质、才能，试问这样的克隆具有什么意义? 　　　　有关"克隆人"的讨论提醒人们，科技进步是一首悲喜交集的进行曲。科技越发展，对社会的渗透越广泛深入，就越有可能引起许多有关的伦理、道德和法律等问题。 诺贝尔奖获得者，著名分子生物学家Ｊ.Ｄ.沃森说过："可以期待，许多生物学家，特别是那些从事无性繁殖研究的科学家，将会严肃地考虑它的含意，并展开科学讨论，用以教育世界人民"。目前美国杰隆公司出资 2800万美元买下了罗斯林研究所下属的罗斯林生物医学公司，获得了克隆小羊多莉时所用细胞核移植技术。这一交易的主要目的是为了推动用于器官移植的人类干细胞克隆技术的研究。然而，这项取得突破的研究却引起许多道德问题。生物伦理学者和来自不同教派的宗教领袖都对此严加谴责，但《华盛顿邮报》说，美国政府禁止利用官方资金从事人类胚胎的研究工作，但私人出资却是合法的。 一些伦理学者担心，培植人类胚胎细胞的计划最终将导致大量复制人类。 当人类的繁衍不是靠自然的交配而生育，却是靠高科技手段流水线作业式的定型复制，那么人类还能叫自然人类吗？地球又该用怎样的方式来接纳这批人类的复制品？

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