孙悟空自从了道之后,身上有八万四千毛羽,根根能变,应物随心。以一化十,以十化百,百千万亿之变化,皆身外身之法也。——《西游记》
原以为只在神话故事中存在的法术,竟然在现实生活中实现了。2017年11月27日,世界首只体细胞克隆猴“中中”在中科院神经科学研究所诞生;8天后,第二只克隆猴“华华”诞生。生物学顶尖学术期刊“细胞”(Cell)以封面文章在2018年1月25日在线发表此项成果。今天,豌豆Sir就要扒一扒这神话般的体细胞克隆技术。
克隆(cloning)在生物学上有很多层含义。我们在这里所说的“克隆”是指创造出一个与原来生物体拥有一模一样遗传信息的生物体。克隆一个生命远比复制一张图片复杂。我们都是从一颗胚胎发育成一个完整的人,在这个过程当中,胚胎细胞会分裂、分化成为成熟的体细胞,比如皮肤细胞或神经细胞等等。成熟的体细胞就无法再变成其他种类的细胞,更别说重新发育成一个完整的人了。
可爱的“中中”和“华华”是克隆自花卷还是饺子呢?都不是。而是来自同一只流产的雌性食蟹猕猴胎儿的成纤维细胞(fibroblast),一种能合成胶原蛋白的体细胞。1996年,世界首只体细胞克隆动物多莉诞生,所使用的克隆技术被称为体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer)。克隆羊多莉一共有三个妈,分别为它提供了去核卵细胞、乳腺细胞(细胞核的来源)和温暖的子宫。
克隆猴为什么这么困难呢?原因有三。一是“去核”难度大。作为受体的卵细胞,必须先把细胞核“摘除”,但灵长类卵细胞的细胞核不容易识别。去核是极为精细的显微技术,成功的秘诀唯有熟能生巧。二是当体细胞的细胞核进入卵细胞后,需先“唤醒”卵细胞,才能启动胚胎发育程序。三是胚胎的发育效率低。绝大多数克隆胚胎难以正常发育,胎死腹中。
经过5年的不懈努力,无数次的失败,中科院神经科学研究所的孙强团队终于成功攻克了克隆灵长类这个世界生物学难关。“中中”与“华华”的名字将代表中国永载史册。