3　動物克隆——多莉綿羊

知識導(dǎo)航

1996年英國科學(xué)家利用克隆方法培養(yǎng)了一只基因性狀與提供細(xì)胞的成年綿羊完全一致的羊。這頭名叫“多莉”。這只小羊與它的“父親”一模一樣。多莉綿羊問世在全世界引起轟動，起因于可用成年動物細(xì)胞像復(fù)印機一樣克隆哺乳動物。

“克隆”是英文單詞“Clone”的音譯，其本身的含義是無性繁殖，即由同一個祖先細(xì)胞分裂繁殖而形成的純細(xì)胞系，該細(xì)胞系中每個細(xì)胞的基因彼此相同。

維爾穆特和克隆羊“多莉”

克隆技術(shù)在現(xiàn)代生物學(xué)中被稱為“生物放大技術(shù)”，經(jīng)歷了三個發(fā)展時期。

（1）微生物克隆。即用一個細(xì)菌很快復(fù)制出成千上萬個和它一模一樣的細(xì)菌，而變成一個細(xì)菌群。

（2）生物技術(shù)克隆。如用遺傳基因——DNA克隆。

（3）動物克隆。由一個細(xì)胞克隆成一個動物。克隆綿羊“多莉”由一頭母羊的體細(xì)胞克隆而來，使用的便是動物克隆技術(shù)。

知識放大鏡

多莉綿羊的誕生

多莉綿羊的誕生標(biāo)志著生物技術(shù)新時代來臨。繼多莉綿羊出現(xiàn)后，克隆，這個以前只在科學(xué)研究領(lǐng)域出現(xiàn)的術(shù)語變得廣為人知?？寺∝i、克隆猴、克隆?！娂妴柺?，似乎一夜之間，克隆時代已來到人們眼前。

無性繁殖現(xiàn)象一直存在于低等植物中。按照哺乳動物界的自然規(guī)律，動物的繁衍須由兩性生殖細(xì)胞來完成。由于父體和母體的遺傳物質(zhì)在后代體內(nèi)各占一半，因此后代決不是父母的復(fù)制品。

克隆綿羊多莉的誕生就意味著人類可以利用動物的一個細(xì)胞大量生產(chǎn)出完全相同的生命體，這是遺傳工程的巨大飛躍，打破了千古不變的自然規(guī)律。

在培育多莉的過程中，科學(xué)家采用體細(xì)胞克隆技術(shù)，主要分四個步驟進(jìn)行。

第一，從一只6歲雌性的芬蘭多塞特白面綿羊（A）的乳腺中取出乳腺細(xì)胞，將其放入低濃度的培養(yǎng)液中，細(xì)胞逐漸停止分裂，此細(xì)胞稱之為供體細(xì)胞。

第二，從一頭蘇格蘭黑面母綿羊（B）的卵巢中取出未受精的卵細(xì)胞，并立即將細(xì)胞核除去，留下一個無核的卵細(xì)胞，此細(xì)胞稱之為受體細(xì)胞。

黑面綿羊

第三，利用電脈沖方法，使供體細(xì)胞和受體細(xì)胞融合，最后形成融合細(xì)胞。電脈沖可以產(chǎn)生類似于自然受精過程中的一系列反應(yīng)，使融合細(xì)胞也能像受精卵一樣進(jìn)行細(xì)胞分裂、分化，從而形成胚胎細(xì)胞。

第四，將胚胎細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一只蘇格蘭黑面母綿羊（C）的子宮內(nèi)，胚胎細(xì)胞進(jìn)一步分化和發(fā)育，最后形成小綿羊多莉。

換言之，多莉有三個母親：它的“基因母親”是芬蘭多塞特白面母綿羊（A）；科學(xué)家取這頭綿羊的乳腺細(xì)胞，將其細(xì)胞核移植到第二個“借卵母親”——一個剔除細(xì)胞核的蘇格蘭黑臉羊（B）的卵子中，使之融合、分裂、發(fā)育成胚胎；然后移植到第三頭羊（C）——“代孕母親”子宮內(nèi)發(fā)育形成多莉。

克隆羊的實踐意義：

在1997年2月英國公布體細(xì)胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展?！岸嗬颉钡目寺≡诤艘浦布夹g(shù)上沿襲了胚胎細(xì)胞核移植的全部過程，但這并不能減低“多莉”的重大意義，因為它是世界上第一例經(jīng)體細(xì)胞核移植出生的動物，是克隆技術(shù)領(lǐng)域研究的巨大突破。它的成功，使動物克隆技術(shù)的研究與開發(fā)進(jìn)入一個全球性的高潮。

（1）應(yīng)用克隆技術(shù)，繁殖優(yōu)良物種。常規(guī)育種周期長還無法保證100％的純度；用克隆這種無性繁殖，就能從同一個體中復(fù)制出大量完全相同的純正品種，且花時少、選育的品種性狀穩(wěn)定，不再分離。

豬

（2）建造動物藥廠，制造藥物蛋白。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將藥物蛋白基因轉(zhuǎn)移到動物中并使之在乳腺中表達(dá)，產(chǎn)生含有藥物蛋白的乳汁，并利用克隆技術(shù)繁殖這種轉(zhuǎn)基因動物，大量制造藥物蛋白。

（3）克隆異種純系動物，提供移植器官。采用克隆技術(shù)，可先把人體相關(guān)基因轉(zhuǎn)移到純系豬中，再用克隆技術(shù)把帶有人類基因的特種豬大量繁殖產(chǎn)生大量適用器官，且能同時改變器官的細(xì)胞表面攜帶人體蛋白和糖分特性，當(dāng)豬的器官植入病人體內(nèi)時，免疫排異反應(yīng)減弱，成功率提高，用起來也更加安全。

（4）建立實驗動物模型，探索人類發(fā)病規(guī)律。

（5）拯救瀕危動物，保護(hù)生態(tài)平衡。克隆技術(shù)的應(yīng)用可望人為地調(diào)節(jié)自然動物群體的興衰，使之達(dá)到平衡發(fā)展。

知識擴(kuò)展

克隆技術(shù)造福人類

克隆技術(shù)成功的實踐意義重大。利用這項技術(shù)不但可以促進(jìn)生物學(xué)和醫(yī)藥學(xué)的研究、獲得更多的優(yōu)秀動物個體用于生產(chǎn)，而且還可以復(fù)制生產(chǎn)高價藥物的動物、拯救瀕危動物，保護(hù)生態(tài)平衡等。