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基因的革命

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为5到10头。通过把取自肉质和奶质最好的母牛的胚胎冷冻起来,在解冻以后植入其他母牛的体内,维尔穆特博士使养牛的农民能够大大提高牛的质量。

    1986年,维尔穆特博士在爱尔兰参加一次会议期间,在酒吧偶然听到人们在谈论某位科学家利用已经发育的胚胎培育出了一头羊,这使他确信有可能克隆大型家畜。

    终于,维尔穆特博士率领了由12名科学家组成的小组,完成了一项令世人注目的科研项目。

    哺乳类一般都是有性繁殖。哺乳类的卵细胞最先是由卵巢中的卵原细胞发生而来的。

    卵原细胞具有双倍的遗传物质,即为二倍体细胞。它经过数次分裂,最终成为单倍体(只含体细胞一半的染色体)的成熟卵细胞。但是,这种卵细胞还不可能发育成为一个新个体的,它必须受精(与含有同样只有单倍染色体的精子结合),重新成为双倍体的受精卵,才能继续发育下去,形成一个新生命。

    “克隆绵羊”的培育与克隆其他哺乳动物的培育过程是同样的,首先要取得成熟的卵细胞。当今,科学家们采用了“超数排卵技术”,给成年母羊注射孕马血清促性腺激素及人绒毛膜促性晚激素。这样在它们的卵巢中一次使会有更多的卵成熟与排放。当排卵时,工作人员可通过手术或腹腔镜取出这种成熟的卵细胞备用。

    卵细胞由细胞核及细胞质两部分组成。卵细胞很小,一般只在80一100微米之间。

    科学工作者在操作时,必须靠一种注射仪的帮助,在放大几十倍的条件下,用特制的极细玻璃管制入卵内,将卵细胞核吸出。该卵便成为一个无核细胞了(卵已无核遗传物质)。然后进行“核移植”,一般用于核移植的细胞核多为胚胎分裂球的细胞核(分裂球的每个细胞核本来就具有分裂和增殖的能力)。但是,用这种细胞(或称胚胎)分离切割所得到的个体并不能称为“克隆个体”。

    为什么呢?一是因为“多利”用的不是胚胎细胞的细胞核,它用的是“体细胞(乳腺细胞)的细胞核,进行核移植,而分裂并发育成新的个体。按照发育生物学的观点,成年体细胞是一种“定向”了的,一定程序上分化了的细胞,即这种细胞性质已经定型,是哪种类型的细胞或组织就是哪种类型的细胞或组织,正如乳腺细胞只能发育成乳腺组织一样,不可能“再回头”,重新获得“全能性”。可是“多利”的体细胞即使“方向已明”,在一定条件下,仍然具有“全能性”。

    二是由于移入卵内的是体细胞,不仅含有双倍的染色体,而且由此产生的后代细胞的染色体是该体细胞的遗传拷贝,因而由此发育而成的个体的遗传性质与核供体的亲本是一致的。

    这里概括地说一下“多利”出世的过程:从产于芬兰的一只6岁的塞特母羊的乳腺中提取一块本身没有繁殖功能的普通细胞组织,在特殊条件下培养6天,使这些细胞的细胞核进入休眠期;通过显微操作的方法将一个未受精的卵子的遗传物质去除;通过细胞融合将乳腺细胞的细胞核导人到去除细胞核的卵子中,形成重组胚;将重组胚移到合适的供体绵羊的输卵管中,经过几天的体内发育,从输卵管中取出发育良好的胚胎,再移植到合适的受体母羊的子宫中,最后由它产下羊羔。

    我们从“多利”的产生过程可见它是未经过精子与卵细胞结合的受精过程,属于无性繁殖,因此称之为“克隆绵羊”。“多利”这个美妙的名字是维尔穆特借用了他所喜欢的乡村歌手多利·帕顿的名字。

    生活中应用无性繁殖的植物、动物是很多的,比如植物的纤插、嫁接、块茎繁殖长出的后代也都是克隆。

    在自然条件下,由于许多植物本身就适宜进行无性繁殖,因此它们很容易克隆。在动物中,这种无性繁殖方式多见于无脊椎动物,比如原生动物的分裂生殖等等。但是,对于高等动物,出于在自然状态下它们一般只能进行有性繁殖,如果要使它们进行无性繁殖,科学工作者必须经过一系列复杂的操作程序。

    目前克隆哺乳动物的方法由简单到复杂有以下几种:

    (1)胚胎分割。

    胚胎分割在很多国家都认为是“克隆”,但这并不是严格意义上的克隆。将未着床的早期胚胎用显微手术的方法一分为二,一分为四或更多次地分割后,分别移植给受体体内让其妊娠产仔。由一枚胚胎可以克隆为两个以上的后代,遗传性能完全一样。目前用胚胎分割法已克隆出小鼠、家兔。山羊、绵羊、猪、牛和马等。

    (2)胚胎细胞核移植。

    胚胎细胞核移植技术要比胚胎分割技术进了一步。它是用显微手术的方法分离来着床的早期胚胎细胞,将其单个细胞导入去除染色体的未受精的成熟的卵母细胞,经过电融合,让该卵母细胞质和导人的胚胎细胞核融合、分裂、发育为胚胎。把该胚胎移植给受体,让其妊娠产仔。目前知道的胚胎细胞核移植克隆的动物有小鼠、兔、山羊、绵羊、猪。牛和猴子等。

    (3)胚胎干细胞核移植。

    将胚胎或胎儿原始生殖细