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克隆——过去未来200年

 精彩教师之家 2012-02-21
克隆——过去未来200年

“克隆”一词是英文“clone”的音译,而后者又是从希腊语“klon”衍生而来,原意是小树枝,引申意为无性繁殖。日常用语中常用“克隆”形容人具有相同的外貌或一样的行为。克隆(无性繁殖)在植物界是很普遍的自然现象,但在动物,特别是高等动物上则不然。
  
动物繁殖一般须经过精子和卵子的受精作用,来自父本和母本的遗传物质各贡献一半到合子中,受精卵最终发育成完整个体。克隆,就是把供体遗传物质完整拷贝的过程。

1997年英国报道成功进行绵羊的体细胞克隆,获得成年体细胞克隆羊“Dolly”,引发极为广泛的关注与争论[1]。此后体细胞克隆纷纷在另几种动物上获得成功。事实上,“Dolly”既非第一头克隆动物,也不是唯一的体细胞克隆动物。本文简单介绍动物克隆研究历史,并对克隆研究的未来100年进行预测。

1892年,德国弗来堡的动物学家及比较解剖学家August Weismann (1834-1914)发表著名理论,认为受精卵含有形成个体的所有遗传决定,这些遗传决定随受精卵的分裂而逐渐减少。

1910年,德国胚胎学家Hans Adolph Eduard Driesch (1867-1941) 将处在2细胞期的海胆卵放在玻璃瓶中,剧烈摇晃,使得两个卵裂球相互分离。令人惊奇的是,两个分离的卵裂球分别发育为完整的胚胎。这说明至少在发育的早期,遗传决定并不按Weismann推测的那样会分裂。

1938年,诺贝尔奖获得者、德国胚胎学家Hans Spemamm (1869-1941) 设想能将一个来自分化程度很高的细胞的核放入去核的卵中,并称之为“惊奇的实验”。这是动物克隆的最早设想。

1952年,“惊奇的设想”在14年后变成“惊奇的现实”。美国费城癌研究所的科学家Robert Briggs (1911-1983) 和Thomas J. King将Rana pipiens的分化程度较高的囊胚细胞注入去核的卵中,重构胚可以卵裂并发育到蝌蚪, 后来他们还证明经过变态变成幼蛙。

1966年,英国Gurdon和V. Uehlinger将蝌蚪肠细胞核作供体成功地获得成年蛙。

1960年代末,果蝇的克隆开始被研究。

1960年代初鱼类核移植工作在由中国实验胚胎学家童第周最早开展。他将一种鱼的细胞核移植到另一种鱼的去核卵中。不同属甚至不同亚科的核质重组可产生能生育的成年鱼。与原种相比,属间杂种鱼表现生长速度快、蛋白含量高及低脂肪等特点,说明克隆技术可生产具有商业价值的优质鱼。

1983年,美国James McGrath和Davor Solter于引入细胞融合法,以小鼠受精卵为供体克隆小鼠。

1986年,英国Steen Willadsen引入电融合,这种方法比传统的病毒或化学介导融合法更方便、安全。他用绵羊的8细胞胚胎作供体进行核移植,获得克隆羊。

1987年,美国Jim M. Robl等获得胚胎克隆牛。此后,胚胎细胞克隆动物。

1989年美国获得胚胎克隆猪。

1991年中国获得胚胎克隆山羊。

1997年,留美学者孟励以8细胞胚胎作供体成功地克隆出两只猴,这是灵长类首次被克隆。1999年早期胚胎分割也获得克隆猴。由于猴与人类十分接近,由此引发对克隆人的种种议论更为热烈。

1997年,Nature发表Wilmut等人的克隆羊论文,来自6岁成年绵羊的乳腺上皮细胞移植到去核卵母细胞中,重构胚发育最终生成克隆羊“Dolly”,“Dolly”容等该期封面。很少有一篇论文能引起如此广泛而深刻的议论,上至各国政要,下至一介平民;有人欢欣鼓舞,有人惊惧恐慌;有把它称作潘多拉的魔盒被打开;有人说生物学世纪提前3年来临;20世纪10大科技成就榜上有名…1997年克隆羊“Dolly”给世界带来的冲击也许只需用一个词来形容:“爆炸“。

1998年,美国夏威夷大学T. Wakayama等率先在雌性小鼠上进行了成年体细胞克隆。

1998年,日本成功进行体细胞克隆牛。

1998年,新西兰科学家从一头珍稀牛克隆后代。

1999年,美国夏威夷大学从雄性小鼠尾尖取材,获得克隆雄鼠。

2000年,杨向中博士领导的实验室在美国从体外培养6-13代的细胞克隆出6头公牛。

2000年,美国从衰老细胞克隆出6头小牛。

2000年,英国从成年动物体细胞克隆出5头猪。

2000年,中国西北农林科技大学从4岁山羊耳上取细胞体外培养,克隆出1头山羊。

[以下为独家预测]

2001年,体细胞克隆狗诞生。

2001年,体细胞克隆兔诞生。

2002年,体细胞克隆猫诞生。

2002年,首例克隆人诞生。很快有数家实验室宣布也做成克隆人。克隆风暴再次刮起。

2003年,体细胞克隆猴诞生。

2004年,体细胞克隆大鼠诞生。

2005年,体细胞克隆马诞生。

2006年,克隆大熊猫诞生。

2007年,生产出的牛羊在奶中分泌贵重药品 - 乳腺反应器投入生产。动物乳房开始替代部分传统的制药工厂。建分厂只须进行克隆。

2008年,克隆应用于器官移植。

2009年,小鼠实现全程体外培养 - 人造子宫在日本做成。

2010年,克隆技术获得重大突破 - 受体卵母细胞实现人为制造。适合常见动物克隆的卵母细胞实现商品化,大大降低克隆生产成本,为濒危动物克隆开辟广泛前景。

2022年,实现无卵克隆(又称植物式克隆),克隆动物变得像植物般地从单个体细胞生长出来。

2037年,实现核重建。克隆动物实现数字化批量生产。

2055年,生物技术使得人的生育与性爱分离。生育由变成社会产业,完全实行机械化生产,作为社会的后备力量。

2061年,机器人智能化。人类分为传统人、克隆人和机器人三大群体。传统人感到地位在剧烈下降。

2078年,机器人当选某发达国家总统。

2098年,发现外星人。

2099年,时间概念模糊化。

2100年,传统人举行全球游行,抗议机器人和克隆人对传统人的歧视。

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