关于克隆的事实

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多莉在罗斯林学院的田野里放羊。图片由爱丁堡大学罗斯林研究所提供,

克隆是从一个生物身上获取基因信息并创建相同副本的过程。复制的材料称为克隆。遗传学家已经克隆了细胞、组织、基因和整个动物。

虽然这一过程看起来有点未来主义,但大自然已经这样做了数百万年。例如,同卵双胞胎的DNA几乎相同,一些植物和生物体的无性繁殖可以产生基因相同的后代。科学家们在实验室里进行基因加倍,尽管过程稍有不同。

克隆的工作原理

根据国家人类基因组研究所(NHGRI)的说法,有三种不同的克隆类型:

基因克隆,也称为DNA克隆,产生基因拷贝或DNA片段。生殖性克隆可以复制整个动物。治疗性克隆产生胚胎干细胞,用于制造修复或替换受损组织的组织。基因克隆中的

,内布拉斯加州大学称,一位基因工程师从生物体中提取DNA,然后利用酶来打破核苷酸(DNA的基本组成部分)之间的键,并将链剪断成基因大小的片段。

质粒,即细菌细胞中的少量DNA,与基因结合。然后,它们被转移到活细菌中。这些细菌被允许生长成待研究的菌落。当一个含有感兴趣基因的细菌群体被定位时,细菌可以被繁殖以产生数百万份的质粒。然后,提取质粒进行基因修饰和转化。

基因修饰,即基因设计,是指基因工程师将基因分割开来,并用新的材料替换其区域。转化是将新的遗传物质转移到一个新的有机体上,从而改变它的遗传过程。生物,如植物,是生长的,它们产生的种子继承了新的遗传特性。

生殖克隆

生殖克隆,根据NHGRI的说法,基因工程师从一个生物体中取出一个成熟的体细胞(除了生殖细胞以外的任何细胞),并将DNA转移到一个卵子细胞中,这个卵子细胞本身的DNA已经被移除。然后,卵子被化学物质启动,开始繁殖过程。最后,卵子被植入与卵子同一物种的雌性子宫中。

母亲生下的动物与捐献体细胞的动物具有相同的基因组成。这就是绵羊多莉的生产过程。

治疗性克隆

治疗性克隆的工作方式与生殖性克隆类似。细胞是从动物的皮肤上取下,插入供体卵细胞的外膜。然后,卵子被化学诱导产生胚胎干细胞。这些干细胞可以被采集并用于旨在了解疾病和开发新疗法的实验。[信息图表:干细胞克隆的工作原理]

历史

克隆的第一次研究发生在1885年,当时德国科学家汉斯·阿道夫·爱德华德里斯开始研究生殖。根据遗传科学学习中心的数据,1902年,他通过将一个胚胎分成两个独立的、可存活的胚胎,创造了一组双蝾螈。从那以后,克隆技术有了许多突破。1958年,英国生物学家约翰古登从成年青蛙的皮肤细胞中克隆出青蛙。1996年7月5日,一只母羊生下了现在著名的多莉,苏格兰罗斯林研究所(Roslin Institute)的一只芬兰多塞特羔羊(Finn Dorset lamb)是第一只从成年动物细胞中克隆出来的哺乳动物。

“多莉的诞生以及对改变细胞功能的机会的新理解,使研究人员考虑了其他可能的细胞修饰方式,”伊恩•威利(Ian With)说领导创造多莉的团队的科学家拉穆特告诉《生活科学》:“自从多莉诞生以来,更多的动物克隆体已经诞生,这一过程正变得越来越主流。还进行了关于人细胞克隆的研究。2013年,俄勒冈州健康与科学大学的科学家从一名患有罕见遗传病的8个月大的婴儿身上提取了供者DNA,并首次成功克隆了人类胚胎干细胞。不幸的是,研究人员并没有移除细胞来拯救孩子。该项目旨在证明成熟的供体细胞可以用于生产新的供体细胞。这项研究已经发展到将干细胞用于许多不同的应用,包括毛发再生、烧伤治疗等。

当前和未来的应用

一些公司目前正在提供使用克隆技术的服务。例如,韩国的Sooam生物科技公司克隆宠物的价格约为10万美元。德克萨斯州的一家名为Viagen Pets的公司以25000美元的价格克隆了猫,以50000美元的价格克隆了狗,

甚至连植物都在克隆。一家公司正在克隆枫树,为吉他制造商提供木材,目的是复制木材中的一种质量,称为塑形,使吉他有一种闪闪发光的外观。

还有许多其他的克隆应用。电影《侏罗纪公园》(Jurassic Park)激起了公众的想象力,并提出了这样一个问题:“我们能否利用克隆技术,通过克隆将已灭绝的物种带回来?”为了使这一过程成功,科学家们需要从已经灭绝的动物身上提取活的DNA,以及一个与已经灭绝的动物有密切关系的活的动物卵。

2003年7月30日,由西班牙北部阿拉贡食物技术和研究中心的Jose Folch领导的一组科学家带回了一只已经灭绝的野生山羊被称为布卡多,或比利牛斯野山羊。据《国家地理》报道,这种克隆动物只活了10分钟,但科学家证明,一种灭绝的动物可以被带回来。哈佛大学的研究人员目前正在致力于克隆长毛象,他们说,他们应该能够在2019年之前做到这一点。

克隆人

虽然克隆人目前在世界大多数地区都是非法的,但从人身上克隆干细胞是一个非常有前途的研究领域。干细胞可以被重新编程,成为修复或替换身体中受损组织或细胞所需的任何类型的细胞。干细胞研究有可能帮助脊柱损伤和其他疾病的患者。

另一个研究领域,毛囊克隆,始于十多年前。这只是人类细胞克隆的一个潜在应用:治疗脱发。”“我们最近了解到,当在培养皿中进行细胞培养时,人体毛细胞失去了繁殖的潜力,”外科医生、Orange County毛发修复公司创始人、《毛发移植360:滤泡单位提取》(Jp Medical Ltd.,2015)一书的作者Ken L.Williams Jr说然而,对人类毛囊的全球基因表达分析显示,一种特殊的三维球体培养法可能在未来几年内能够克隆出毛细胞。通过操纵人类毛细胞生长的环境,毛细胞会发生诱导或扩张。

另一个实际的人类细胞克隆例子是使用干细胞帮助烧伤愈合。一家生物技术公司,RenovaCare,创造了它所称的细胞喷雾系统。在这个过程中,干细胞被应用到病人的烧伤部位,而这个应用引发了新的皮肤细胞生长。虽然这仍然是实验性的,但这个过程可以帮助烧伤患者更快地愈合,减少疤痕。

附加资源

遗传科学学习中心:为什么要克隆?NPR:克隆你的狗,仅需10万美元的食品和药物管理局:动物克隆和食品安全

匿名用户
2023-07-23
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克隆是指通过复制一个物体或生物的基因来创造出一个与原物体或原生物基本相同的新个体。这是一种非常神奇而有趣的科学技术,可以让我们对生命的起源和演化有更深入的了解。
克隆技术在科学研究方面有着重要的应用。通过克隆技术,科学家们可以复制出相同基因的实验动物,用于不同实验条件下的观察和研究。这样一来,就能够消除其他变量的干扰,更准确地得出实验结果,推动科学进步。
克隆技术也有很大潜力在医学领域发展。例如,在器官移植方面,通过克隆技术可以复制出与病患完全相同基因的器官,并且不会受到排斥反应的影响。这将大大提高器官移植手术的成功率,并且减少病患等待捐赠器官的时间。
克隆技术还有助于保护濒危物种。许多野生动物正处于灭绝的边缘,而克隆技术可以复制出相同基因的个体,帮助增加物种的数量。虽然这只是一种暂时性的解决方案,但对于保护濒危物种来说,仍然具有重要意义。
克隆是一项有着巨大潜力的科学技术,它不仅可以推动科学研究的进展,还可以在医学和保护生物多样性等领域发挥重要作用。克隆技术也存在一些伦理和道德问题,需要我们在使用中慎重考虑。但无论如何,克隆技术都将继续引领着人类社会的科学发展。
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