【發明的故事】（173））---克隆技術的發明歷史

克隆技術的發明歷史

克隆技術發明之前「克隆」這一概念的出現可以追溯到１９３８年，德國科學家漢斯· 斯派曼打算做一個「奇異的實驗」，那就是，把一個細胞的細胞核取出，放到一個沒有細胞核的卵細胞內。這一想法點燃了全球生物學界人士的極大熱情，因為克隆技術似乎是研究細胞過程、ＤＮＡ分配以及探索生命意義的最佳途徑。 １９６２年，美國研究人員約翰· 格魯登做了克隆青蛙的實驗嘗試。他先用顯微吸液管吸取一隻青蛙胚胎里的一個細胞的細胞核，然後把這個細胞核植入另一隻青蛙的卵細胞中。卵細胞活了下來並開始生長。它就是供體青蛙的一個絕妙的克隆。但是，格魯登每次得到的克隆青蛙都會在蝌蚪階段死亡，而且都是在能進食之前就死掉了。 雖然格魯登最終沒有培育出青蛙，但是他畢竟成功地克隆了一種生物（蝌蚪），所以該實驗依然是克隆技術發展的里程碑。１９８４ 年，丹麥科學家斯蒂恩· 威拉德森第一次成功地克隆了一種哺乳動物。他從一隻綿羊胚胎細胞中取出一個細胞核，然後把細胞核植入了一個還沒有進入第一次分裂階段的另一隻綿羊的卵細胞中。於是，世界上第一隻克隆綿羊誕生了。

克隆技術是怎樣發明的？ 在克隆技術發展早期，科學家們總會因為同一個問題得不到解決而不得不放棄克隆實驗。當時的科學家要想成功克隆出某個動物，就只能從一個處於發育初期的胚胎（總數少於１２０個細胞的胚胎）中提取細胞核。處於較晚發育階段的胚胎細胞（或者直接從動物身上提取的細胞）已經具備其各自的特殊性，很難實現克隆。農民和政府認為，科學家應該克隆的是發育完全的健壯公牛、優良的綿羊或者已經滅絕的動物，而不是只有１２０個細胞的胚胎。因為沒有人可以判斷它到底值不值得克隆。另一個讓科學家感到困惑的問題是，不知什麼原因，１９９４年的所有克隆動物都在嬰兒期死亡了。 伊恩· 威爾馬特和基思· 坎貝爾在蘇格蘭羅斯林研究所研究克隆技術。１９９５ 年末，基思· 坎貝爾意識到，每次利用成年細胞進行的克隆實驗都失敗的原因，可能是因為捐贈者的細胞發育周期和卵細胞的發育周期不一致。因為所有的細胞都會經歷生長、休眠和分裂這３個階段。如果卵細胞與其植入的細胞核處於細胞發育周期的不同階段，那麼卵細胞就不能接受新的細胞核，也不能與細胞核一起發育。 意識到這一點，在接下來幾個月的時間裡，兩個人就一直試圖捕捉細胞的合適的發展階段，但是沒有成功。後來，坎貝爾和威爾馬特又開始嘗試各種辦法，希望能夠強制供體細胞減緩周期節律。最後他們得出結論，只要提取供體細胞中某些重要的營養物質，就能讓供體細胞進入休眠狀態。但是這樣做會帶來一個新的問題，那就是，等到把處於休眠狀態的原子核植入卵細胞後，他們又沒有辦法讓細胞核脫離休眠狀態。 這時，威爾馬特建議用電擊的方法解決這一問題。１９９６ 年１月底，他們從一隻成年綿羊的乳腺中提取了一些細胞，把它們放進玻璃皿中，使之進入休眠狀態。然後，在高倍顯微鏡的幫助下，他們用顯微吸液管刺入每一個細胞，從中提取了正處於休眠狀態的細胞核。之後他們又把每一個細胞核分別植入另一隻綿羊的卵細胞內，接著他們又把新的細胞核和卵細胞的組合放入各自盛有營養液的玻璃皿中，最後他們向玻璃皿中輸入幾千分之一秒的低伏電力使細胞震動、蘇醒。 實驗結果顯示，電流使細胞和核卵細胞同時活動起來，而且電擊之後二者的發育節律保持了一致，細胞也成功進入分裂階段。等到每個胚胎在實驗室玻璃皿中充分發育之後，他們便把胚胎分別植入一隻母羊體內。１９９６年７ 月５ 日，其中一隻克隆羊誕生，取名多莉。多莉成為第一隻真正利用成年供體組織培育出的克隆動物。

克隆技術發明之後 與多莉一起克隆出來的綿羊還有２５７ 只，但是只有多莉存活了下來。直到１９９７年，為了通過專利申請認證和證明多莉確實存活，才宣布了它的誕生。值得一提的是，多莉不僅存活了下來，而且還生了６隻正常的小羊。後來，多莉患上癌症和關節炎，２００３ 年２ 月，６歲半的多莉被實施了安樂死。 多莉的成功克隆，意義非凡。它證明了從一個具有自身特徵的成年細胞體取出的基因物質是能夠進行重新編寫併產生全新的一代的。同時，多莉也向世界展示，實現大規模的具有實用意義的克隆是有可能的。 １９９８ 年，有６個國家的若干實驗室正在進行公牛、奶牛、猴子、老鼠、豬、山羊和馬的克隆研究。１９９９ 年，３家公司宣布已經有了製造克隆人的能力或計劃。 但是，從１９９７年開始，美國和其他幾個國家政府已經禁止或限制克隆技術研究和相關的幹細胞研究（克隆技術是製造幹細胞的一種手段）。所以說，克隆技術雖然已經誕生，但是它是否能夠投入使用並證明是人類最偉大的發明之一，還有待觀察。

克隆羊的實施步驟

威爾馬特與克隆羊多莉
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