克隆羊多莉

克隆羊多莉 1996年7月5日，英国科学家伊恩?维尔穆特博士用一个成年羊的体细胞成功的克隆出了一只小羊。这只小羊与它的“父亲”一模一样。动物的繁衍一般都要经过有性繁殖过程，要使它们能够无性繁殖，必须经过复杂的操作程序。 克隆羊多莉 界: 动物界 门: 脊索动物门1基本信息 名字:Dolly(Dolly Parton) 名字来源:美国乡村音乐女歌手多利?帕顿(Dolly Parton) 性别:雌 编号:6LL3 出生日期:1996年7月5日 出生地点:英国爱丁堡市罗斯林研究所 创造者:威尔马特及其领导的小组 死亡日期:2003年2月14日 死亡原因:被确诊患进行性肺病后处以安乐死 词条名称解释 克隆是英文"clone"或"cloning"的音译，而英文"clone"则起源于希腊文"Klone"，原意是指以幼苗或嫩枝插条，以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物，如扦插和嫁接。在大陆译为“无性繁殖”在台湾 与港澳一般意译为复制或转殖或群殖。 中文也有更加确切的词表达克隆，“无性繁殖”、“无性系化”以及“纯系化”。克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。通常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。 2家族成员 基因父亲:无 基因母亲:一只芬兰多塞特白面绵羊 线粒体母亲:一只苏格兰黑脸羊 生育母亲:另一只苏格兰黑脸羊 子女:生育6名，存活5名 3多利亮相 1997年2月27日的英国《自然》杂志报道了一项震惊世界的研究成果:1996年7月5日，英国爱丁堡罗斯林研究所(Roslin)的伊恩?维尔穆特(Wilmut)领导的一个科研小组，利用克隆技术培育出一只小母羊。这是世界上第一只用已经分化的成熟的体细胞(乳腺细胞)克隆出的羊。克隆羊多利的诞生，引发了世界范围内关于动物克隆技术的热烈争论。是科学界克隆成就的一大飞跃。它还被美国《科学》杂志评为1997年世界十大科技进步的第一项，也是当年最引人注目的国际新闻之一。科学家们普遍认为，多莉的诞生标志着生物技术新时代来临。继多莉出现后，克隆，这个以前只在科学研究领域出现的术语变得广为人知。克隆猪、克隆猴、克隆牛……纷纷问世，似乎一夜之间，克隆时代已来到人们眼前。 4多莉诞生 1997年2月27日英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所的伊恩?维尔莫特科学研究小组向世界宣布，世界上第一头克隆绵羊“多利”(Dolly)诞生，这一消息立刻轰动了全世界。 “多利”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊，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”羊的“生”母。其整个克隆过程简述如下: 从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞，将其放入低浓度的营养培养液中，细胞逐渐停止了分裂，此细胞称之为供体细胞;给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素，促使它排卵，取出未受精 的卵细胞，并立即将其细胞核除去，留下一个无核的卵细胞，此细胞称之为受体细胞;利用电脉冲的方法，使供体细胞和受体细胞发生融合，最后形成了融合细胞，由于电脉冲还可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应，使融合细胞也能象受精卵一样进行细胞分裂、分化，从而形成胚胎细胞;将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内，胚胎细胞进一步分化和发育，最后形成一只小绵羊。出生的“多莉”小绵羊与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。 从理论上讲，多莉继承了提供体细胞的那只芬兰多塞特母绵羊的遗传特征，它是一只白脸羊，而不是黑脸羊。分子生物学的测定也表明，它与提供细胞核的那头羊，有完全相同的遗传物质(确切地说，是完全相同的细胞核遗传物质。还有极少量的遗传物质存在于细胞质的线粒体中，遗传自提供卵母细胞的受体)，它们就像是一对隔了6年的双胞胎。 5多莉早夭 2003年2月，兽医检查发现多莉患有严重的进行性肺病，这种病在目前还是不治之症，于是研究人员对它实施了安乐死。据罗斯林研究所透露，在被确诊之前，多莉已经不停地咳嗽了一个星期。多莉的尸体被制成标本，存放在苏格兰国家博物馆。 绵羊通常能活12年左右，而多莉只活了6岁，它的早夭再次引起了人们对克隆动物是否会早衰的担忧。克隆动物的年龄到底是从0岁开始计算，还是从被克隆动物的年龄开始累积计算，还是从两者之间的某个年龄开始计算,就多莉本身而言，它刚一出生时是6岁还是0岁或者是中间的某个岁数，这是一个很难回答的问题。正值壮年的多莉死于肺部感染，而这是一种老年绵羊的常见疾病。据维尔穆特透露，以前多莉还被查出患有关节炎，这也是一种老年绵羊的常见疾病。 6早夭原因 ?克隆动物确实存在早衰现象，它们从一出生起身体的衰老程度就类似于被克隆个体，所以它们的寿命被缩短。就多莉事件而言，数字上也比较符合这个推测。但是克隆动物是否存在不可避免的早衰问题，还缺乏有力的证据，根据以后许多克隆实验表明，早衰问题并不普遍。 ?克隆技术过程中的一些物理化学伤害导致了多莉的健康隐患，使得它容易患病。克隆动物的健康问题十分普遍，就世界各地的报道来看，克隆动物畸形、流产等等的几率是相当高的。 ?第三种，多莉属于普通患病死亡。关节炎和肺部感染是绵羊的常见疾病，特别是对于室内饲养的绵羊来说患病的可能更大。 总之很难得出一个确切的结论，多莉的死可能反映了克隆动物的普遍规律，也可能只是一个个案。 7理论意义 与以往的胚胎移植培养不同，维尔穆特从6岁母羊乳腺细胞建立的细胞系培育出世界上第一只用成体细胞发育成的哺乳动物，具有深远的意义。 ?多莉的诞生证明高度分化成熟的哺乳动物乳腺细胞，仍具有全能性，还能像胚胎细胞一样完整地保存遗传信息，这些遗传信息在母体发育过程中并没有发生不可回复的改变，还能完全恢复到早期胚胎细胞状态。最终仍能发育成与核供体成体完全相同的个体。以往的遗传学认为，哺乳动物体细胞的功能是高度分化了的，不可能重新发育成新个体。与这一理论相反，多莉终于被克隆出来了。它的诞生推翻了形成了上百年的上述理论，实现了遗传学的重大突破，为开发新的哺乳动物基因操作提供了动力，是一个了不起的进步。 ?成功地找到了供体核与受体卵细胞质更加相容的方法。过去对高度分化细胞的核移植不能成功的原因，是供体核与受体卵细胞周期的不兼容性，因而发生染色体异常、细胞核可能发生额外的DNA复制和早熟染色体聚合成非整倍体或者发生异常。克隆多莉的实验解决了高度分化了的体细胞核移植成功的关键性技术，居于世界领先地位。 ?以往用于基因移植的方法比较原始的，仅能插入一个基因并且很不精确。而克隆多莉方法可使移植的细胞在成为核供体之前诱发精确的遗传变化，又能精确地植入基因。然后选择技术帮助准确地挑选出那些产生令人满意变化的母细胞来作为核供体，这样就能用同一个体的许多细胞繁殖出遗传表现完全相同的动物个体。克隆技术成功的实践意义 ?应用克隆技术，繁殖优良物种。常规育种周期长还无法保证100%的纯度;用克隆这种无性繁殖，就能从同一个体中复制出大量完全相同的纯正品种，且花时少、选育的品种性状稳定，不再分离。 ?建造动物药厂，制造药物蛋白。利用转基因技术将药物蛋白基因转移到动物中并使之在乳腺中表达，产生含有药物蛋白的乳汁，并利用克隆技术繁殖这种转基因动物，大量制造药物蛋白。 ?建立实验动物模型，探索人类发病规律。 ?克隆异种纯系动物，提供移植器官。采用克隆技术，可先把人体相关基因转移到纯系猪中，再用克隆技术把带有人类基因的特种猪大量繁殖产生大量适用器官，且能同时改变器官的细胞表面携带人体蛋白和糖分特性，当猪的器官植入病人体内时，免疫排异反应减弱，成功率提高，用起来也更加安全。 ?拯救濒危动物，保护生态平衡。克隆技术的应用可望人为地调节自然动物群体的兴衰，使之达到平衡发展。 8反响 1997年2月英国罗斯林研究所维尔穆特博士科研组公布体细胞克隆羊“多利”培育成功之前，胚胎细胞核移植技术已经有了很大的发展。实际上，“多利”的克隆在核移植技术上沿袭了胚胎细胞核移植的全部过程，但这并不能减低“多利”的重大意义，因为它是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物，是克隆技术领域研究的巨大突破。这一巨大进展意味着:在理论上证明了，同植物细胞一样，分化了的动物细胞核也具有全能性，在分化过程中细胞核中的遗传物质没有不可逆变化;在实践上证明了，利用体细胞进行动物克隆的技术是可行的，将有无数相同的细胞可用来作为供体进行核移植，并且在与卵细胞相融合前可对这些供体细胞进行一系列复杂的遗传操作，从而为大规模复制动物优良品种和生产转基因动物提供了有效方法。 在理论上，利用同样方法，人可以复制“克隆人”，这意味着以往科幻小说中的独裁狂人克隆自己的想法是完全可以实现的。因此，“多莉”的诞生在世界各国科学界、政界乃至宗教界都引起了强烈反响，并引发了一场由克隆人所衍生的道德问题的讨论。各国政府有关人士、民间纷纷作出反应:克隆人类有悖于伦理道德。尽管如此，克隆技术的巨大理论意义和实用价值促使科学家们加快了研究的步伐，从而使动物克隆技术的研究与开发进入一个高潮。 9相关报道 10年前的7月，一只名叫“多利”的小羊羔在苏格兰首府爱丁堡以南几英里的一个小山村诞生了，单从外表看，它与周围农场里每个夏天出生的、成千上万只绵羊没什么不同。但“多莉”的确与众不同，它从一只成年母羊的单一乳房细胞被克隆而来，这在生物学上曾被视为不可能，因此它一下成为全世界最著名的小羊羔。 它的出生在全球引发了一场实验室中的竞争，那就是争相进行克隆技术方面的突破。但是，多莉的诞生也引起了人们的恐惧和疑虑——人类离自身的克隆还有多远, 在克隆的“多莉羊”诞生10年后，科学家们逐渐认识到，克隆并不是完美的。克隆过程中会产生一些缺陷，甚至带来一些危险。 克隆并非完美复制 人们一向认为，克隆是对原来动物的一种完美复制，从每一根毛发到性情都将完全相同。这样的想法 克隆羊多莉 的确十分诱人。但事实并非如此。有人在花费了数千美元克隆了自己的宠物猫后，却发现克隆出来的小动物与自己的宠物大相径庭:克隆小猫无论是外表还是性情，都和原来的完全不同——皮毛的颜色不同，对主人的态度也不同。 事实上，科学家现在才开始发现，这一过程在克隆动物的染色体中留下了一些小缺陷。科学家对克隆多利的过程越是了解，他们就越是觉得，这只羊能存活下来纯属侥幸。伊恩?威尔莫特领导了克隆多利的科学小组，他说:“到现在，我们还为能克隆成功感到惊讶。” 克隆的成功率很低 即使经过了10年，并有15种哺乳动物被克隆，但克隆的效率并不比多利诞生时高多少:克隆的卵子中只有2,5%最后能成功地诞生出能存活的动物。每克隆成功一个动物，就会有成百上千的克隆动物在出生后几天或几周后就死亡。 哺乳动物的克隆非常复杂，最关键的过程被称为“核移植”:第一步是去掉卵子的细胞核，然后把来自一个成熟细胞的核移植进去，在克隆多莉时，用的是一个母羊的乳房细胞。这两种成分有机地结合在一起，使混合细胞像一个胚胎一样进行分裂。 这个过程并非总能成功，威尔莫特说:“我称之为抽奖法，即使你用一直使用的方法，也有可能得到有严重缺陷或畸形的克隆动物，有一些动物会很快死去。” 缺陷不可避免 在正常的发育过程中，被称为甲基的分子会按正确的时间模式附着在DNA上，该模式控制着什么时间传递何种基因。在克隆过程中，这种时间模式却并非总能被准确重建。 打个比方，把一部长篇小说打乱，拆成无数的单词，然后用它们重新拼出原来的小说，每一句话、每一页、每一章都与原小说相同，这非常难，克隆过程也同样如此。 你无法把打乱的分子结构准确地重新排列出来，要做到百分之百的准确率很难，这也能解释为什么克隆的成功率会如此低。 所幸，哺乳动物的身体经常能修补因重新排列而造成的小错误。 尽管克隆过程中产生的缺陷也许很小，而且哺乳动物能承受，但只要克隆就会产生缺陷，这却是不争的事实，这就是科学家反对进行人类克隆的原因。 与多利羊的制造者交谈 伊恩?威尔莫特领导的研究小组10年前克隆出了“多莉”绵羊，后来他与别人合写了《人类对多莉的滥用和使用》，美国《时代》周刊对他进行了访问: 《时代》:你如何会想到克隆一只哺乳动物, 威尔莫特:这种事情可不是来自“我发现了(相传是阿基米德根据比重原理测出金子纯度时所说的话)～”这样的时刻，不是坐在浴缸里突然产生的想法，产生这种想法至少经过了一年左右的时间。 《时代》:在现代科学史上，多莉即使不能算是最重要的科学里程碑，也应该算是最重要的之一，这么重大的事件是如何发生在苏格兰一个小山村里的, 威尔莫特:聪明的回答也许是我们太聪明～严肃的回答应该是，我们在正确的地方实现了一个突破，我们是幸运的。我们做了一个特别的试验，让我们能改变传统方法，很幸运我们首先做到了这一点。 《时代》:在多莉出生前，你已经制造出了数十个胚胎，但都没有存活，你担心过多莉也会失败吗, 威尔莫特:我们非常担心。我们只有一次机会，生出了一只羊羔，以前的试验显示，生出一只健康羊羔的机会非常小。 《时代》:如果是安全的话，你有兴趣克隆你自己吗, 威尔莫特:不止一次地有人问我，我的孩子能否进入这种研究领域，这是人们一种下意识的期 待。但要说到克隆，压力要大得多，人们总是希望克隆能跟原来的一样，这就不可避免地增加一些期 待和限制，这是我不愿意使用这种技术的原因。我想，人应该是独一无二的。 亚门: 脊椎动物亚门 纲: 羊亚科 族