天天科普 | 克隆人,真的如潘多拉盒子里的魔鬼一样可怕吗?

1997年2月23日,苏格兰Roslin研究所的Wilmut和Campbell等人在Nature杂志宣布:世界上首例来源于哺乳动物体细胞的克隆羊“多利”问世。经过将近一个世纪的努力哺乳动物体细胞的克隆终于获得成功。

  克隆可以指一个生物的人工“复制品”,意味着创造一个与原先的生物具有完全一样的遗传信息的新生物体。现代生物学背景下,这通常指体细胞核移植。卵细胞的细胞核被除去,取而代之的是从被克隆生物体细胞中取出的细胞核,通常卵细胞和它移入的细胞核均应来自同一物种。

克隆本身是一项造福人类的科学技术,它在治疗人类疾病方面起了重要作用,但必须严格遵守生命伦理学的基本原则。

武汉科技馆生命展厅(克隆技术)

克隆的英文“clone”源于希腊语的“klōn”(嫩枝)。1963 年J.B.S.Haldane在主题为“人类种族在未来二万年的生物可能性”的演讲会上采用“克隆(Clone)”的术语。在园艺学中,“clon”一词一直沿用到20世纪。后来有时在词尾加上“e”成为“clone”,以表明“o”的发音是长元音。近来随着这个概念及单字在大众生活中广泛使用,拼法已经局限使用“clone”。该词的中文译名在中国大陆音译为“克隆”,而在港台则多意译为“转殖”或“复制”。前者“克隆”如同copy的音译“拷贝”,有不能望文生义的缺点;而后者“复制”虽能大概表达clone的意义,却有不能精确并易生误解之憾。克隆是英文“clone”的音译,在台湾与港澳一般意译为复制或转殖,是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组织后代的过程。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆,这门生物技术叫克隆技术,含义是无性繁殖。克隆技术在现代生物学中被称为“生物放大技术”。

无性繁殖与克隆

无性生殖是指未经两性生殖细胞结合的生殖方式或者自然的无性生殖方式(如植物)。一个克隆就是一个多细胞生物在遗传上与另外一个生物完全一样。克隆可以是自然克隆,例如由于偶然的原因产生两个遗传上完全一样的个体(像同卵双生一样,但同卵双生人的基因有时有微妙的不同)。不过我们通常所说的克隆是指通过有意识的设计来产生的完全一样的复制(如人工克隆)。两者有不同之处。

折叠编辑本段技术的发展

克隆技术,已经经历了三个发展时期:第一个时期是微生物克隆,即用一个细菌很快复制出成千上万个和它一模一样的细菌,而变成一个细菌群;第二个时期是生物技术克隆,比如用遗传基因――DNA克隆;第三个时期是动物克隆,即由一个细胞克隆成一个动物。克隆绵羊“多利”由一头母羊的体细胞克隆而来,使用的便是动物克隆技术。

折叠编辑本段生物学上的应用

在生物学上,克隆通常用在两个方面:克隆一个基因或是克隆一个物种。克隆一个基因是指从一个个体中获取一段基因,然后将其插入。另外在动物界也有无性繁殖,不过多见于非脊椎动物,如原生动物的分裂繁殖、尾索类动物的出芽生殖等。但对于高级动物,在自然条件下,一般只能进行有性繁殖,所以要使其进行无性繁殖,科学家必须经过一系列复杂的操作程序。在本世纪50年代,科学家成功地无性繁殖出一种两栖动物—非洲爪蟾,揭开了细胞生物学的新篇章。

英国和我国等国在80年代后期先后利用胚胎细胞作为供体,“克隆”出了哺乳动物。到90年代中期,我国已用此种方法“克隆”了老鼠、兔子、山羊、牛、猪、马6种哺乳动物。

折叠克隆多利羊

1996年7月5日克隆出一只基因结构与供体完全相同的小羊“多利”(Dolly),世界舆论为之哗然。“多利”的特别之处在于它的诞生没有精子的参与。研究人员先将一个绵羊卵细胞中的遗传物质吸出去,使其变成空壳,然后从一只6岁的母羊身上取出一个乳腺细胞,将其中的遗传物质注入卵细胞空壳中。这样就得到了一个含有新的遗传物质但却没有受过精的卵细胞。这一经过改造的卵细胞分裂、增殖形成胚胎,再被植入另一只母羊子宫内,随着母羊的成功分娩,“多利”来到了世界。

但为什么其他克隆动物并未在世界上产生这样大的影响呢?这是因为其他克隆动物的遗传基因来自胚胎,且都是用胚胎细胞进行的核移植,不能严格地说是“无性繁殖”。另一原因,胚胎细胞本身是通过有性繁殖的,其细胞核中的基因组一半来自父本,一半来自母本。而“多利”的基因组,全都来自单亲,这才是真正的无性繁殖。因此,从严格的意义上说,“多利”是世界上第一个真正克隆出来的哺乳动物。在园艺业和畜牧业中,克隆技术是选育遗传性质稳定的品种的理想手段,通过它可以培育出优质的果树和良种家畜。在医学领域,目前美国、瑞士等国家已能利用“克隆”技术培植人体皮肤进行植皮手术。这一新成就避免了异体植可能出现的排异反应,给病人带来了福音。据中国新华社1997年4月4日报道,上海市第九人民医院整形外科专家曹谊林在世界上首次采用体外细胞繁殖的方法,成功地在白鼠上复制出人耳,为人体缺失器官的修复和重建带来希望。克隆技术还可用来大量繁殖许多有价值的基因,如治疗糖尿病的胰岛素、有希望使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种疾病感染的干扰素等等。

克隆是人类在生物科学领域取得的一项重大技术突破,反映了细胞核分化技术、细胞培养和控制技术的进步。 原是英文clone的音译,意为生物体通过细胞进行的无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群,简称为“无性繁殖”。 动物克隆技术的重大突破,也带来了广泛的争议。

克隆人,真的如潘多拉盒子里的魔鬼一样可怕吗?

克隆技术

实际上,人们不能接受克隆人实验的最主要原因,在于传统伦理道德观念的阻碍。千百年来,人类一直遵循着有性繁殖方式,而克隆人却是实验室里的产物,是在人为操纵下制造出来的生命。尤其在西方,“抛弃了上帝,拆离了亚当与夏娃”的克隆,更是遭到了许多宗教组织的反对。而且,克隆人与被克隆人之间的关系也有悖于传统的由血缘确定亲缘的伦理方式。所有这些,都使得克隆人无法在人类传统伦理道德里找到合适的安身之地。但是,正如中科院院士何祚庥所言:“克隆人出现的伦理问题应该正视,但没有理由因此而反对科技的进步。”人类社会自身的发展告诉我们,科技带动人们的观念更新是历史的进步,而以陈旧的观念来束缚科技发展,则是僵化。历史上输血技术、器官移植等,都曾经带来极大的伦理争论,而当首位试管婴儿于1978年出生时,更是掀起了轩然大波,但现在,人们已经能够正确地对待这一切了。这表明,在科技发展面前不断更新的思想观念并没有给人类带来灾难,相反地,它造福了人类。就克隆技术而言,“治疗性克隆”将会在生产移植器官和攻克疾病等方面获得突破,给生物技术和医学技术带来革命性的变化。比如,当你的女儿需要骨髓移植而没有人能为她提供;当你不幸失去5岁的孩子而无法摆脱痛苦;当你想养育自己的孩子又无法生育……也许你就能够体会到克隆的巨大科学价值和现实意义。治疗性克隆的研究和完整克隆人的实验之间是相辅相成、互为促进的,治疗性克隆所指向的终点就是完整克隆人的出现,如果加以正确的利用,它们都可以而且应该为人类社会带来福音。

科学从来都是一把双刃剑。但是,某项科技进步是否真正有益于人类,关键在于人类如何对待和应用它,而不能因为暂时不合情理就因噎废食。克隆技术确实可能和原子能技术一样,既能造福人类,也可祸害无穷。但“技术恐惧”的实质,是对错误运用技术的恐惧,而不是对技术本身的恐惧。目前,世界各国对克隆人的态度多有“暧昧”,英国去年以超过三分之二的多数票通过了允许克隆人类早期胚胎的法案,而在美国、德国、澳大利亚,也逐渐听到了要求放松对治疗性克隆限制的声音。可以说,哪一个国家首先掌握了克隆人的技术,就意味着这个国家拥有了优势和主动,而起步晚的国家可能因此而遭受现在还无法预测的损失。如同当年美国首先掌握了原子能技术,虽然这项技术从一开始便展现着它罪恶的一面,但后来各国又不得不加紧这方面的研究和实验。单从这个角度上讲,对克隆人实验采取简单否定的态度也是值得探讨的。

至于人们担忧克隆技术一旦成熟,会有用心不良者克隆出千百个“希特勒”,或者克隆出另一个名人来混淆视听,则是对克隆的误解。克隆人被复制的只是遗传特征,而受后天环境里诸多因素影响的思维、性格等社会属性不可能完全一样,即克隆技术无论怎样发展,也只能克隆人的肉体,而不能克隆人的灵魂,而且,克隆人与被克隆人之间有着年龄上的差距。因此,所谓克隆人并不是人的完全复制,历史人物不会复生,现实人物也不必担心多出一个“自我”来。

尽管克隆研究取得了很大进展,目前克隆的成功率还是相当低的:多利出生之前研究人员经历了276次失败的尝试;70只小牛的出生则是在9000次尝试后才获得成功,并且其中的三分之一在幼年时就死了;Prometea也是花费了328次尝试才成功出生。而对于某些物种,例如猫和猩猩,目前还没有成功克隆的报道。而狗的克隆实验,也是经过数百次反复试验得来的成果。

多利出生后的年龄检测表明其出生的时候就上了年纪。她6岁的时候就得了一般老年时才得的关节炎。这样的衰老被认为是端粒的磨损造成的。端粒是染色体位于末端的。随着细胞分裂,端粒在复制过程中不断磨损,这通常认为是衰老的一个原因。然而,研究人员在克隆成功牛后却发现它们实际上更年轻。分析它们的端粒表明它们不仅是回到了出生的长度,而且比一般出生时候的端粒更长。这意味着它们可以比一般的牛有更长的寿命,但是由于过度生长,它们中的很多都过早夭折了。研究人员相信相关的研究最终可以用来改变人类的寿命。

【编辑:金鑫】

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