动物细胞核移植讲述了什么?
2019-04-12 · 致力于图书出版、影视IP
生产克隆动物的最有效、最没有争议的方法,大概就属细胞核移植法了。
所谓动物细胞核移植,就是用显微手术的方法将取得一个单个细胞或者单个细胞的核,然后再取得一个卵母细胞,通过“手术”去除卵母细胞中的遗传物质染色体或染色质,使之成为一个空壳,再把单个细胞或者单个细胞的核和卵母细胞空壳经过电刺激融合,从而实现单个细胞借居在卵母细胞空壳内,并能够实现核融合、分裂、发育为胚胎。
细胞核移植法从产生到现在按克隆细胞种类划分,可以分成下面三类:未分化的早期胚胎细胞克隆、体细胞克隆和来源于胚胎的培养细胞的克隆。
胚胎细胞克隆,有时为区别于体细胞克隆也称有性克隆。它利用的是早期的还没有在子宫中附植的胚胎细胞,这样的细胞是未分化的。它与受精卵的核差别很小,因此移核后胚胎的发育比较容易。
体细胞核移植的细胞核来源于体细胞,体细胞核是已经完全特化、分化的类型。从这样的状态回到发育的起始状态,有很长的路要走,要采取许多办法让走得很远的细胞核丢掉已经发生的变化。这一过程比较困难,至少要比胚胎细胞核移植难许多。
将胚胎来源的未分化细胞进行培养,并抑制其分化,可以使细胞在不分化的情况下大量地扩增数量,这种均一的、稳定的细胞系叫胚胎干细胞。胚胎干细胞具有发育全能性,这已经通过其他的方法证实。胚胎干细胞有分化形成各种组织的能力。如果用胚胎干细胞进行核移植能够成功,这种培养的细胞会提供无数的供体细胞核。
开创家畜胚胎核移植先例的先行者是英国科学家维尔拉德森。1986年,维尔拉德森将绵羊胚胎细胞与去核未受精卵融合,并用仙台病毒或电激诱导,成功地进行了二次核移植绵羊克隆尝试,从此开启了家畜哺乳动物克隆的先河。
在接下来的几年里,类似的试验也分别在牛、兔、猪和山羊中取得成功。
目前核移植研究在这几类试验上都有一定的成果。工作做得最多的是胚胎细胞核移植工作。
胚胎细胞核移植的工作自从1986年获得成功后,很快在几乎所有重要的家畜和实验动物中都取得了突破。这使人们产生了错觉,认为一个能大量复制动物的时代已经到来。一大批生物技术公司如雨后春笋般冒了出来,大量资金的流入像为克隆研究打了“强心针”,竞争进入了白热化。
到1990年,世界上已经至少有四家公司在进行商业开发。比较著名的有格雷纳德和格雷斯公司,这两家公司分别资助两位最为著名的科学家威兰德森和弗斯特从事克隆动物的研究。在这期间,新闻媒介开始关注动物克隆的领域,在《纽约时报》上报导了一篇关于格雷纳德公司的科学家怎样把优秀奶牛的细胞核移植到普通牛的去核卵中生产克隆动物。这些报导给人的印象是:将工业般的生产效率应用于动物的克隆后,克隆动物像从生产线上掉出来的罐头一样,一批批被生产出来。
到1992年,格雷纳德公司已经得到了700头细胞核移植克隆牛。其他公司也不甘示弱,每年妊娠的克隆牛也都上百头。用评论家的话说,在美国各大州的牧场中,克隆牛都在它们的“代理母亲”身边哞哞地欢叫着。
但狂热过后人们发现:经历了这样多道程序,经过如此复杂的工艺生产克隆动物,其效率不仅不比胚胎分割的效率高,反而远远低于胚胎分割。人们开始考虑,这样做是不是得不偿失。
1991年发生了富于戏剧性的事件。与格雷斯公司在争夺克隆动物各项专利权中争得不可开交的格雷纳德公司,拱手把自己的业务和已到手的几项专利卖给了格雷斯公司。正当人们对此感到茫然不解时,一篇内幕报导出台了,原来格雷纳德公司在技术上遇到了困难。他们在工作中发现,克隆牛中有相当大比例的牛体型过大,在母牛生产时往往造成难产。这种体型过大现象让格雷纳德公司的科学家们感到头痛。
1992年,世界各地的科学家坐在一起,探讨了克隆技术面临的困难,最后达成共识:克隆技术还有许多基本问题没有解决,商业开发为时尚早。
1992年以后,胚胎细胞核移植技术研究转向研究基础工作,随后的几年中,有许多新的科研成果面世,但业已存在的那些根本问题依然没有解决,它们还是动物克隆技术的绊脚石。
与胚胎细胞核移植不同,体细胞核移植的工作开展得较少。因为对于已完全分化的细胞,如何让它能重新发挥出全能性,是一个很难解决的问题。在为数不多的哺乳动物体细胞核移植实验中,无一能发育到产仔。
鉴于已有的经验,维尔穆特等人采用了一种使培养细胞调整状态的培养方法。在培养液中去除一部分重要成分,使培养的细胞处于一种饥饿状态。经过如此处理的羊乳腺细胞按常规的方法进行核移植后,有一只发育到出生,那就是“多莉”。这是人类第一次以一个成体动物为蓝本复制出一个克隆动物。这是动物无性繁殖中的最大成就,一旦它被证明是可重复的,体细胞克隆技术将无疑是一项具有划时代意义的工作。
科家们除在探索胚胎细胞和体细胞克隆技术外,对于胚胎干细胞用于动物克隆的前景也很感兴趣,并认为这一领域可能有一个更加广阔、更加光明的前景。
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2023-05-31 广告