盡管克隆研究有爭議,也有倫理限制,但是需要結合每個國家的實際情況和不同的科技政策來對待,核心原則是要讓這一技術有利于人類和生物,而不是造成災難。
冰川思想庫特約撰稿 | 張?zhí)锟?/p>
1月25日,世界權威學術期刊《細胞》(Cell)雜志以封面文章的形式刊發(fā)了一則消息:中國科學家創(chuàng)造了世界上第一對體細胞克隆猴“中中”和“華華”。
輿論在沸騰之后,也引發(fā)了極為深遠的想象空間,其中最為關注的問題就是:克隆猴來了,克隆人還會遠嗎?
“中中”和“華華”的創(chuàng)造者之一、中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心主任、中科院院士蒲慕明回應稱,克隆猴的誕生意味著靈長類動物體細胞克隆的技術瓶頸已經(jīng)打破,培育克隆猴的目的絕不是為克隆人做準備,而是為了藥物研制和科學研究,以及提升人類的健康水平和生活質(zhì)量。
其實,“中中”和“華華”的誕生大最可能是,未來的克隆猴將會聯(lián)祙結隊,翩翩而至。事實是,第三只克隆猴“夢夢”已經(jīng)預定了,將在2018年1月底出生,此后更多克隆猴也在待產(chǎn)。
▲1月24日,中科院神經(jīng)科學研究所所長蒲慕明院士、孫強研究員和劉真博士(從左到右)在北京舉行的發(fā)布會上。
中國的克隆猴沿用了1996年7月5日由伊恩·威爾穆特(Ian Wilmut)團隊在英國愛丁堡市羅斯林研究所創(chuàng)造的克隆羊多莉·帕頓(Dolly Parton)的技術路線。在克隆羊多莉之后,人類已經(jīng)能克隆狗、牛、馬、小鼠、大鼠、兔、鹿、豬、貓等多種哺乳類動物,現(xiàn)在中國人又能克隆靈長類動物了。
那么,什么是克???什么又是克隆羊多莉的技術路線?
人類的誕生,需要兩性生殖細胞的結合,因此,這種繁衍方式稱為有性(兩性)繁殖,也成為今天大多數(shù)生物種群延續(xù)、子孫不絕的方式。但是,克隆與此相反,是無性繁殖(單性繁殖)??寺∈怯⑽腸lone或cloning的音譯,指的是生物體通過體細胞進行的無性繁殖,以及由無性繁殖形成的基因型完全相同的后代個體或種群。
當然,克隆和無性繁殖也有區(qū)別??寺∈侵溉斯げ僮鲃游锓敝车倪^程,無性繁殖是指不經(jīng)過兩性生殖細胞的結合而由母體直接產(chǎn)生新個體的生殖方式,如孢子生殖、被子生殖、出芽生殖和分裂生殖。簡單地說,對于動物來說,克隆就是無性繁殖;對于人來說就是不需要滾床單或人工授精讓精子與卵子的結合就可以繁衍后代。
無性繁殖研究的歷史很早,但首個震驚世人的結果是克隆羊多莉的誕生。多莉創(chuàng)造出來的過程也稱為多莉的技術路線。
▲克隆羊多莉
這個技術路線是這樣子的:從芬蘭多塞特母綿羊的乳腺中取出乳腺細胞(供體細胞,也是體細胞),將其放入低濃度的營養(yǎng)培養(yǎng)液中,細胞逐漸停止分裂;對一頭蘇格蘭黑面母綿羊注射促性腺素,促使其排卵,取出未受精的卵細胞,并立即將其細胞核除去,留下一個無核的卵細胞(受體細胞);利用電脈沖的方法,使供體細胞和受體細胞發(fā)生融合,形成了融合細胞,后者像受精卵一樣能進行細胞分裂、分化,從而形成胚囊和胚胎;將融合細胞生成的胚胎轉移到另一只蘇格蘭黑面母綿羊(代孕母體)的子宮內(nèi),發(fā)育成胚胎,最后形成一只小綿羊,即多莉,它與多塞特母綿羊具有完全相同的外貌。
“中中”和“華華”的誕生也沿用了多莉的技術路線。
首先是從一只獼猴(A猴)的胚胎提取成纖維細胞(供體細胞),并進行培養(yǎng);然后是從另一只猴子(B猴)的卵母細胞去除細胞核,形成無核的卵母細胞(受體細胞);接著把供體細胞注(移)入去核的卵母細胞中,形成新的融合細胞;再用外源性化合物刺激這個融合的卵母細胞,從而形成囊胚和胚胎,并把胚胎植入另一只母猴,即代孕猴(C猴)的子宮中孕育,最后分娩出“中中”和“華華”。
這個過程顯然與多莉誕生的技術程序完全一致,但是,其中有幾個地方要求的技術更為精細,還有一定的差異。
最困難的地方是,去除猴子受體卵母細胞的細胞核。對于其他動物來說,去除卵母細胞的細胞核相對容易一些,例如,小鼠的卵母細胞在普通光學顯微鏡下是半透明的,能比較清楚地顯現(xiàn)細胞中的細胞核,研究人員容易進行去除細胞核的操作,因而也容易把供體細胞的細胞核移入。
▲克隆猴誕生的全過程
但是,獼猴的卵母細胞的透明度很低,很難找到其中的細胞核,需要使用間斷的特殊光照,才能在閃爍的光線下捕捉到隱約顯身的細胞核身影,然后去除細胞核?!爸兄小焙汀叭A華”的創(chuàng)造者之一、博士后劉真花了大量的時間來訓練,最后實現(xiàn)了在10秒內(nèi)精準完成對卵母細胞的去核顯微操作,而且能在15秒之內(nèi)將供體細胞注入到去核的卵母細胞當中。
此外,如何讓融合的供體細胞核與受體卵母細胞結合的新細胞形成胚胎并發(fā)育,也是一件很困難的工作。
研究人員經(jīng)過多次試驗,采用離子霉素+6-甲基氨基嘌呤(6-DMAP)的物質(zhì)來激活核移植后的卵母細胞,也就是讓新融合的細胞形成囊胚(胚胎)——這種方式產(chǎn)生囊胚的比例只有13%,要讓囊胚發(fā)育為新的個體還需要產(chǎn)生具有內(nèi)細胞團的優(yōu)質(zhì)囊胚,但是,這樣的優(yōu)質(zhì)囊胚尚無法產(chǎn)生。
不過,更為重要的是,要讓融合細胞像胚胎一樣發(fā)育的根本要素在于讓細胞重新編程,因為盡管融合細胞中的體細胞是猴胎成纖維細胞,也已是定性的體細胞,這就需要讓體細胞去甲基化、乙酰化才能重新編程。
無論是遺傳物質(zhì)DNA、RNA,還是蛋白質(zhì),其分子表面都有甲基、乙?;鹊幕鶊F,以修飾DNA等,所以要去掉這些修飾才能重啟和完成細胞的重編程。
▲克隆猴誕生的全過程
對于去甲基化、乙?;呀?jīng)有大量的研究成果。經(jīng)過查閱文獻和多次嘗試,研究人員先后在融合細胞中加入了能夠促進胚胎發(fā)育的組蛋白乙?;敢种苿㏕SA和組蛋白H3三甲基化賴氨酸9(H3K9me3)的去甲基化酶Kdm4,也就是達到了去甲基化、乙?;?,讓融合細胞生成的囊胚率達到45%,優(yōu)質(zhì)囊胚率則達到29%。有了這些條件,才可以讓新的個體——克隆猴問世。
這種技術路線對于公眾來說過于復雜,也燒腦子。不過,記住一個簡單的過程就行了:
從A猴提取體細胞,經(jīng)培養(yǎng)并取出細胞核→植入B猴的去核的卵母細胞,形成融合細胞→用化學物質(zhì)促使融合細胞發(fā)育成囊胚和胚胎→胚胎植入C猴(代孕猴)的子宮孕育并產(chǎn)下克隆猴。
即便“中中”和“華華”采用了與多莉相同的技術路線,但差異也是有的。
首先是,多莉的誕生是利用電脈沖方法刺激融合細胞分裂發(fā)育,從而成為胚胎,孕育成新的個體,即多莉;“中中”和“華華”的出生是用化學物質(zhì)刺激融合細胞成為胚胎,從而孕育出新個體,即“中中”和“華華”。
▲細胞分裂過程
其次,中國研究人員曾使用成年獼猴細胞作為細胞核供體,但產(chǎn)生的克隆猴都在出生幾小時后死亡,因此才在后來采用猴胚胎的成纖維細胞作為供體細胞,而多莉的誕生采用的是成年母綿羊乳腺細胞。
“中中”和“華華”使用的供體細胞是胚胎細胞,盡管也是體細胞,但是尚未定性,有很大的發(fā)育空間,因此孕育起來更為容易;多莉采用的供體細胞已經(jīng)是定性的成年體細胞,在重新發(fā)育上更為困難。
不管怎么說,這一技術既然能讓人類克隆出猴子,在技術上也的確離克隆人不遠了。
需要注意的是,國際社會幾乎是一致反對克隆人的。2005年3月8日,第59屆聯(lián)合國大會通過投票表決批準了聯(lián)大法律2005年2月通過的《聯(lián)合國關于人類克隆宣言》,呼吁成員國禁止一切形式的人類克隆,包括為研究胚胎干細胞而進行的治療性克隆。
當然,這只是一份宣言,不是全面禁止人類克隆的國際公約,不具有法律約束力。但是,宣言傳達的信息是明確的:克隆人的做法違反人類尊嚴和保護人的生命原則,克隆人是不人道的,也不符合倫理。
▲電影《逃出克隆島》
在《聯(lián)合國關于人類克隆宣言》之前的1998年1月12日,歐洲19個國家在巴黎簽署了一項嚴格禁止克隆人的協(xié)議。這是國際上第一個禁止克隆人的法律文件,是對《歐洲生物醫(yī)學條約》的補充。這個條約禁止各簽約國的研究機構或個人使用任何技術創(chuàng)造與一位活人或死人基因相似的人,否則予以重罰。
克隆人有多種層次和方式,一是研究性克隆,如克隆胚胎供研究,但胚胎發(fā)育不得超過14周;二是治療性克隆,即克隆人的胚胎干細胞,用來治療疾?。蝗巧承钥寺?,即公眾俗稱的克隆一個一模一樣的人,就像多莉羊與其提供的體細胞母羊一模一樣。
2003年12月,中國發(fā)布《人類胚胎干細胞研究倫理指導原則》明確規(guī)定,禁止生殖性克隆人研究,允許開展胚胎干細胞和治療性克隆研究,但要遵循規(guī)范。
例如,利用體外授精、體細胞核移植、單性復制技術或遺傳修飾獲得的囊胚,其體外培養(yǎng)期限自受精或核移植開始不得超過14天。不得將前款中獲得的已用于研究的人囊胚植入人或任何其他動物的生殖系統(tǒng)。
▲克隆猴“中中”和妹妹“華華”。
克隆猴的作用在于,既可以用以產(chǎn)生大腦疾病的模型猴,從而研究大腦疾病的機理(例如阿爾茨海默癥、自閉癥等疾病),找到新的治療方式和研發(fā)新的藥物,也可以通過這樣的模型猴研究其他罕見病、遺傳病的機理(如地中海貧血、肌肉萎縮性側索硬化癥等),以治療這些疾病,還可以通過猴子與人大腦的相似性進行國際上繼人類基因組之后的腦計劃研究,以實現(xiàn)人工智能和信息技術的突破。
因此,盡管克隆研究有爭議,也有倫理限制,但是需要結合每個國家的實際情況和不同的科技政策來對待,核心原則是要讓這一技術有利于人類和生物,而不是造成災難。
至于人類能不能阻止克隆人的誕生,只能是騎驢看唱本,走著瞧!
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