绵羊多利与动物克隆.doc

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1、参考资料·绵羊“多利”与动物克隆 1997年2月一头名为“多利”的小绵羊成了家喻户晓的小动物。这头绵羊备受人类如此关注，绝非偶然，完全归因于它的不凡身世，因为它不像普通羊羔那样来自公羊和母羊的有性生殖，而是由动物克隆技术获得的。“克隆”（clone）这个名词来源于希腊语，“克隆”即用于扦插的枝条，也就是指无性繁殖。植物克隆的应用已逾千年，扦插、压条和花药培养都是克隆的应用。微生物克隆则比比皆是，如酵母的出芽生殖，细菌的分裂生殖。动物方面也能见到“克隆”。雄蜂就是由未受精卵发育而来的，是无性生殖的产物，蚜虫

2、在夏秋两季可以通过无性繁殖产出小蚜虫。脊椎动物，特别是哺乳动物，在“多利”诞生前也有过克隆。如小鼠、绵羊、猴子等来自无性生殖的个体都曾有过报道。然而绵羊“多利”的诞生引起如此的轰动是因为“多利”以前的高等动物克隆是在胚胎细胞水平上进行的，而“多利”则是在成年动物体细胞水平上进行的。由于胚胎细胞可塑性大而成年动物体细胞早已分化定型，国际生物学界在“多利”问世以前普遍认为要以成年动物（哺乳纲）的体细胞进行无性繁殖从而获得与成年动物基因特征完全一样的完整幼崽绝无可能。并曾断言，“要在这方面取得突破性进展，得在半

3、个世纪之后。”“多利”的诞生使这一预言提前半个世纪实现了，因而倍受世人关注。一股“炒克隆”热潮几乎席卷全球，克隆猴、克隆牛、克隆猪和克隆兔等相继报道，热闹非凡。人操纵动物细胞克隆的设想，早在1938年就曾由胚胎学家提出，但直至1952年美国费城的两位生物学家布里格斯（Briggs）和金（King）才动手做了实验，他们把蛙的胚胎发育不同时期的细胞核分别移入去核的蛙卵细胞中，结果发现用早期胚胎细胞（囊胚期）所作的核移植试验，可以最终发育为成蛙，而用胚胎发育后期（原肠期后）细胞做同样实验却未获成蛙。至于哺乳动物

4、克隆的试验，则是由瑞士的卡尔·伊尔门泽（KarlIllmensee）等于1981年首先报道的。他们将灰色鼠的早期胚胎细胞核移植入黑色鼠去核的受精卵中，试管培养数日后再植入妊娠期的白色鼠子宫内，结果生育出白色小鼠和灰色小鼠，这些小鼠长大后可以繁育后代。可惜这样的实验未能在其他实验室内得到证实，至今仍是“悬案”。1983年后显微操作等有关技术的发展，促使哺乳动物克隆技术得到较快发展，1986年胚胎细胞克隆绵羊、1987年胚胎细胞克隆牛、1988年胚胎细胞克隆兔、1989年胚胎细胞克隆猪等相继出世。然而，第一次

5、报道的成年动物体细胞核移植成功获得具有生殖能力的个体还是母绵羊“多利”。绵羊“多利”是英国苏格兰爱丁堡市罗斯林研究所生物学家依恩·维尔穆特（IANWilmut）等人的科研结晶。他们将1头产生于芬兰的孕期3个月、6岁龄母绵羊乳腺细胞的细胞核，移植入一头苏格兰黑脸母羊的去核卵母细胞中，试管培养的早期胚胎植入妊娠初期母羊中，1996年7月分娩“多利”。至1997年2月，“多利”已到了性成熟期，表明克隆动物已能完成遗传信息的全程序表达。如人们预料的一样，“多利”具有生殖能力，她于1998年春产下一头绵羊，1999

6、年春又产下3头羊羔。为什么哺乳动物克隆不用成年动物单个体细胞进行细胞或组织培养，而非要像培育“多利”那样复杂？这是因为动物体细胞与植物细胞不一样，没有全能性，体细胞培养后只能产生体细胞，即肾细胞产生肾细胞、心肌细胞产生心肌细胞。虽然这些细胞都具有完整的染色体，具备发育为新个体的全部基因，然而这些细胞并不具备全部基因顺序表达的必要条件（相应的蛋白质和RNA）、因而，迄今为止从未见过从哺乳动物单个体细胞发育而来的个体。目前的科学水平不可能用人工组合的办法提供体细胞发育为个体的条件，而只能采用特定的现存细胞来提

7、供，其中最合适的细胞则是卵母细胞。既然如此，能否由一头绵羊同时提供核、卵母细胞和受孕子宫呢？从实践上看，要集几个不同的生理状况于一体是非常困难的，因此“多利”的母亲就有了3个。“多利”是维尔穆特精心“再造”的一头母绵羊，维尔穆特为什么研究绵羊克隆呢？原来他供职的罗斯林研究所与PPL制药公司已经建立了密切的合作关系，PPL公司当时试图将转基因技术和克隆技术结合起来，让动物变成生产药物蛋白质的工厂，第一个目标就是生产一种人体蛋白AAT（又一胰蛋白酶抑制剂），以便治疗某种遗传性胰腺病、血友病和肺气肿等疾病。AA

8、T存在于产妇最初几天的初乳内，量很少，无法满足医疗需要。因而科学家就把人AAT蛋白的基因通过转基因技术转入羊体。如果转入人AAT基因的羊按常规方式（有性生殖）繁育后代，转入的基因必将越来越少，因此希望能借助体细胞克隆使后代保留AAT基因，从而使绵羊成为生产AAT蛋白的“工厂”。为此，克隆技术的研究受到分外关注。维尔穆特本人从事生殖科学的研究有20余年，他进行的动物体细胞克隆研究充满了艰辛，例如，克隆“多利”的实验中，用了400