克隆是指复制与原件完全一样的副本的过程 。从生物学的角度来讲,克隆是一种人工诱导的无性繁殖方式或者是植物的无性繁殖方式 。一个克隆就是一个多细胞生物在遗传上与另外一种生物完全一样 。克隆可以是自然克隆,例如由无性繁殖或是由于偶然的原因产生两个遗传上完全一样的个体克隆一个生物体意味着创造一个与原先的生物体具有完全一样的遗传信息的新生物体 。
什么是克隆?克隆技术的出现
克隆,是英文单词Clone的音译,意译为无性繁殖,最早起源于古希腊语“Klone”一词,代表的意思是嫩芽,细枝,柔软的、容易折断的、可弯曲的树枝 。人们经常在欧里庇德斯、修昔底德、柏拉图的著作中看到这个词 。实际上在自然界,“克隆”只是一种古老的、简单的繁殖植物的方法,早已存在于许多天然植物、动物和微生物的之中,如番薯、马铃薯、玫瑰等插枝繁殖的植物 。然而,天然的哺乳动物克隆的发生率极低,成员数目太少,且缺乏目的性,所以很少能够被用来为人类造福,因此,人们开始探索用人工的方法来生产高等动物克隆 。多莉羊的诞生,不仅实现了克隆研究者们多年的夙愿,同时,也为高等动物的克隆技术研究开辟了一个崭新的领域 。
目前,生产哺乳动物的克隆方法主要有胚胎分割和细胞核移植两种 。克隆羊“多莉”,以及其后各国科学家培育的各种克隆动物,采用的都是细胞核移植技术 。所谓细胞核移植,是指将不同发育时期的胚胎或成体动物的细胞核,经显微手术和细胞融合方法移植到去核卵母细胞中,重新组成胚胎并使之发育成熟的过程 。与胚胎分割技术不同,细胞核移植技术,特别是细胞核连续移植技术可以产生无限个遗传相同的个体 。由于细胞核移植是产生克隆动物的有效方法,故人们往往把它称为动物克隆技术 。
采用细胞核移植技术克隆动物的设想,最初由汉斯·施佩曼在1938年提出,他称之为“奇异的实验”,即从发育到后期的胚胎(成熟或未成熟的胚胎均可)中取出细胞核,将其移植到一个卵子中 。这一设想是现在克隆动物的基本途径 。
从1952年起,科学家们首先采用青蛙开展细胞核移植克隆实验,先后获得了蝌蚪和成体蛙 。1963年,我国童第周教授领导的科研组,首先以金鱼等为材料,研究了鱼类胚胎细胞核移植技术,获得成功 。
哺乳动物胚胎细胞核移植研究的最初成果在1981年取得——卡尔·伊尔门泽和彼得霍佩用鼠胚胎细胞培育出发育正常的小鼠 。1984年,施特恩·维拉德森用取自羊的未成熟胚胎细胞克隆出一只活产羊,其他人后来利用牛、猪、山羊、兔和猕猴等各种动物对他采用的实验方法进行了重复实验 。1994年,尼尔·菲尔斯特用发育到至少有120个细胞的晚期胚胎来克隆牛 。到1995年,在主要的哺乳动物中,胚胎细胞核移植都获得成功,包括冷冻和体外生产的胚胎;对胚胎干细胞或成体干细胞的核移植实验,也都做了尝试 。但到1995年为止,成体动物分化细胞核移植一直未能取得成功 。
1996年7月里的一天,对英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所由伊恩·维尔穆特(I.Wilmut)领导的科学研究小组全体成员来讲,是一个令人激动的日子 。对全世界来说,也是值得庆贺的一天 。因为在这一天,一只妊娠了148天,体重为6.6千克,编号为6LL3的小羊来到了这个世界 。这只羊的身世与众不同,它既无父亲,又无母亲,它是科学家们用克隆技术复制出来的一只小绵羊 。经过几个月的精心呵护,这只身世不凡的小绵羊茁壮成长,并获得了一个动听的名字——多莉(Dolly) 。
1997年2月23日,伊恩·维尔穆特科学研究小组向全世界宣布了他们的研究结果,英国的“自然”杂志(Nature)于1997年2月27日全文刊登了他们的实验结果 。这一消息立刻轰动了全世界 。各国的报刊、电台、电视台等媒体对此结果纷纷进行了报道和评述 。科学家和大学教授也纷纷被邀请到各种媒体讲解,评论“多莉”的身世和它的出生对科学研究、经济发展和社会进步的影响 。许多国家的政府官员也纷纷发表讲话,明令不准将克隆技术用于人类 。由于各种媒体的大量传播,“克隆”这个新的名词已为广大民众所逐渐知晓 。
其实,说多莉无父无母并不准确,因为它虽然没有父亲,但却有三位“母亲”:一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊,另外两只是苏格兰黑面母绵羊 。芬兰多塞特母绵羊提供了全套遗传信息,即提供了细胞核(称之为供体);一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞;另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫,是多莉的“生”母 。其整个克隆过程简述如下;
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