克隆之困

来源: 中国科学报

发布日期: 2013-09-09 13:41:35

本文探讨了中国克隆技术的发展历程及其面临的挑战,包括技术瓶颈和伦理道德问题。文章回顾了童第周、李宁等科学家的贡献,以及中国在克隆技术领域的成就和困境。

在不久前上映的美国大片《遗落战境》中,由汤姆·克鲁斯饰演的克隆人在发现自己的身份后,奋起反抗外星人,最终获得胜利。紧接着,电影《侏罗纪公园》再次讲述了科学家利用DNA技术复活恐龙却遭遇疯狂猎杀的故事。两部大片不仅给观众带来了强烈的视觉冲击,也再度激起了人们对克隆技术的浓厚兴趣。事实上,随着基因和克隆技术的发展,科学界从未停止对该类技术的探索。

国外科学家对复活包括恐龙在内的已灭绝古生物的尝试,就是众多野心勃勃的计划中的一个。

在中国,早在上世纪60年代初,著名生物学家童第周就开展了鱼类细胞核移植研究,开创了中国克隆技术的先河。此后,克隆技术研究在中国如火如荼地进行。然而,时至今日,中国的克隆技术却似乎正在淡出人们的视野。在“童式”克隆鱼诞生50年后的今天,中国的克隆技术到底将何去何从?

被誉为中国“克隆先驱”的著名生物学家童第周,在上世纪60年代初开创了鱼类细胞核移植研究,发现了脊椎动物远缘物种间的细胞核和细胞质之间的可配合性,首次用鱼类证实了异种克隆的可能性。

1981年,中科院水生生物所的科学家用成年鲫鱼的肾脏细胞克隆出一条鱼,证明成年鱼的体细胞也可去分化和再程序化,这比用成年体细胞克隆出的“多利”羊早了15年。

但遗憾的是,由于种种原因,中国的克隆鱼研究并未获得国外学界的重视。在上世纪末兴起的体细胞克隆热中,中科院动物所和中国工程院院士李宁所在的中国农业大学颇有建树。

1998年,曾师从童第周的中科院动物所研究员陈大元在异种克隆大熊猫时获得重大进展,将大熊猫的体细胞核放入兔子的去核卵母细胞中,成功发育成了囊胚;2003年,中科院动物所研究员周琪发明了能精确控制大鼠卵细胞自发活化的专利技术,并在世界上首次获得了克隆大鼠;2005年,李宁带领团队成功获得国内首例体细胞克隆小香猪;2006年,李宁在国际上首次成功完成转基因克隆奶牛的“再克隆”和冷冻卵母细胞克隆,推动我国克隆技术进入新的高峰。

时至今日,作为中国克隆技术曾经的领军者,中科院动物所和中国农业大学的权威性毋庸置疑。然而,中国的克隆技术在走过21世纪第一个十年后,似乎正在逐渐陷入沉寂。截至目前,国际上已利用体细胞核移植手段,成功克隆出十几个物种。其中除了人们所熟知的绵羊和小鼠外,还包括牛和猪等家畜,猫、狗等宠物以及一些野生动物物种。

实际上,国际克隆技术的成功具有偶然性。16年前,维尔穆特融合了277枚核移植的卵细胞,才最终获得克隆羊“多利”,成功率不到0.36%。维尔穆特本人也承认,“多利”的成功是一个奇迹。如今,克隆成功率已大大提高,大型哺乳动物从体细胞到克隆胚的成活率在10%左右,加上饲养过程中的死亡率,最终的克隆成功率大概在5%~6%。尽管如此,这一效率依然很低。

“目前,困扰克隆技术的最大问题是克隆生物的发育效率较低,即便是技术体系成熟并获得广泛应用的小鼠克隆体细胞,其发育出生率也通常只有1%~2%,人类体细胞克隆的效率则更低。”中科院动物所研究员周琪告诉记者。一直以来,如何提高克隆效率是该领域内科学家关注的核心问题之一。这既涉及遗传基因的问题,也涉及表观遗传问题。

“表观遗传”是会影响生物体性状的遗传方式,“表观遗传”状态与正常胚胎的巨大差异是导致其发育效率低的原因之一。除了技术上的瓶颈,伦理道德因素也给克隆技术的发展带来阻力。

陈大元在试图异种克隆大熊猫时,就曾遭遇到多方阻力。很多人认为,国家应该把经费花在保护大熊猫的生态环境上,而非单纯“复制”大熊猫,克隆大熊猫就是反对大熊猫的自然繁殖。

2010年,尽管陈大元认为克隆大熊猫已经“只差最后半步”,研究还是因种种原因无疾而终。如今,陈大元已经从中科院动物所退休,对大熊猫克隆的探索也接近停滞。尽管克隆技术的发展遇到瓶颈,但如果能对之前成熟的动物克隆技术进行产业化,进一步应用于生活领域,或许能够造福人类,并为克隆技术的发展提供强大动力。

在李宁看来,克隆动物本身的安全性没有问题,但较低(5%~6%)的实际成活率限制了产业化规模。除此之外,烦琐的评估检验体系及审批程序也限制了克隆技术的产业化。

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