书城科普读物生命的黑匣子
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第41章 种瓜得瓜:遗传的秘密(5)

这种研究是从胚胎分割研究入手的,当牛的受精卵细胞经数次分裂后形成一个小细胞团--胚胎时,科学家将胚胎分成两半,并分别移植到两只母牛的子宫中,最后生出了两只“双胞胎牛”.随后,科学家们又开始进行胚胎细胞的核移植研究。当一个受精卵经过分裂形成数个或十几个细胞后,将这些细胞分开,再将这些细胞的细胞核取出,分别移植到别的已去掉细胞核的受精卵或细胞中,再分别移植到雌性动物的子宫中孕育成熟。这样,一个受精卵就产生了大量“多胞胎”.核移植后的细胞,分裂后获得的第二代细胞还可以再进行核移植,还有第三代、第四代……这样一个受精卵就会产生无限多的“多胞胎”,这种核移植的技术也是克隆技术中的一种。

在动物上一直采用卵细胞、受精卵细胞以及胚胎细胞来进行克隆,直到这一次英国科学家维尔穆特博士采用羊的体细胞克隆成功。他培育成功的绵羊“多利”,因其细胞核来自一头成年绵羊身上的乳腺细胞,这比胚胎细胞克隆更进了一大步。因为乳腺细胞作为一种体细胞已失去全能性,克隆羊“多利”的科学意义正在于此。

克隆技术的应用十分广泛。首先,它是种植业和畜牧业中选育遗传性质稳定的优质品种的理想手段。

其次,克隆技术在医学领域的应用具有十分诱人的前景。目前,美国、瑞士等国已经能够利用克隆技术培植的人体皮肤进行植皮手术。不久前,有一位美国妇女在一次煤气炉意外爆炸中受伤,75%的身体被严重烧伤。医生从她的身上取下一小块未损坏的皮肤,送到一家生化科技公司。一个月后,该公司利用先进的克隆技术培植出了一大块健康的皮肤,使患者迅速地痊愈了。这一新成就避免了异体植皮可能出现的排异反应,给病人带来了福音。科学家预言,在不久的将来,他们还将借助克隆技术“制造”出人的乳房、耳朵、软骨、肝脏,甚至心脏、动脉等组织和器官,供应医院临床使用。

再次,克隆技术还可用来大量繁殖许多有价值的基因,例如,在基因工程操作中,科学家们为了让细菌等微生物“生产”出名贵的药品(如治疗糖尿病的胰岛素、有希望使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干扰素等),分别将一些相应的人体基因转移到不同的微生物细胞中,再设法使这些微生物细胞大量繁殖。与此同时,人体基因数目也随着微生物的繁殖而增加。在人体基因被大量“克隆”时,微生物大量地“生产”出人们所需要的名贵药品。

2.“多利”是如何被克隆出来的

“多利”是第一只利用成年动物体细胞的细胞核经过无性繁殖方式获得的哺乳动物。

“多利”的诞生是这样的:

第一步,从一只6岁的芬兰多塞特种母羊的乳腺中取出一个本身并没有繁殖功能的普通细胞,将这个细胞的基因分离出来。

第二步,对一头苏格兰黑脸种母羊注射促性腺激素,经过28~33小时后取出卵,尽快去核,将这只卵细胞的基因取出,换上第一只羊的乳腺细胞的基因,再将这个基因已经“调包”的卵细胞放电激活。这样,这只已经调了包的卵细胞就像所有正常受精的卵细胞一样进行着正常的细胞分裂。

第三步,当调包的卵细胞分裂到一定阶段,胚胎已经形成后,再将这个胚胎移植到第三只母绵羊的子宫里。第三只母绵羊经过正常的妊娠后,“多利”就降生了。科学家们用DNA分析法表明:“多利”的细胞与供体细胞相似。

从这一过程来看,“多利”有什么特别的呢第一,克隆羊“多利”没有父亲,但却有着三个母亲。

第二,三个母亲中,后两个母亲只是形式上的母亲。实际上是第一个母亲向后两个母亲借东西:向第二个母亲借卵子,但把卵子中的基因全部过滤出去,换上自己的基因;向第三个母亲借子宫,就像通常所说的“借腹生子”.

第三,克隆羊“多利”实际上是第一个母亲的百分之百的“复制品”.因此“多利”实际上只有一个妈妈,而且是第一个妈妈的全息复制产品。

第四,“多利”的这一发生过程就叫“无性繁殖”.它只有父系或母系的单一的基因,它是第一个母亲的全息复制品。

3.克隆人不是技术问题

1977年,美国一个实验室用无性繁殖方法成功地获得了7只老鼠。1978年,美国科学家D.M.罗维克出版了一本轰动美国和西方世界的畅销书,书名为《人的复制:

一个人的无性繁殖》。书中描述了一位百万富翁通过一位记者组织了一个特殊的研究班子,他要求这个研究组能够不通过两个性细胞(精子和卵子)的结合,而像无性繁殖植物、动物那样的生殖方式得到一个与他本人一模一样的复制品。对于这本书所描述事情的真实性是有争论的,原作者坚持说确有其事,只是保密而已不宜公开。但作者告诉公众,这个计划开始于1973年,经过3年多时间,于1976年12月诞生了世界上第一个无性生殖的男孩,这孩子完全是这位百万富翁的复制品。多数人认为,这是属于科学幻想,不可全信。

事实上,早在1993年10月美国蒙特利尔召开的一次生物学讨论会上,已经有人报告说,他们利用人的17个受精卵开始试验,通过普通的克隆技术在培养液中将这些受精卵复制成48个。

可以说进行这项试验的霍尔医生和史提曼博士是最先以克隆制造人类的人,虽然操作的对象是人的受精卵,但美国的新闻界和科学界都将这种做法视为社会发展过程中划时代的和危机四伏的事件。虽然从克隆技术的角度上说,他们这种对受精卵细胞进行的克隆技术试验是很普通的,没有什么特别。但从严格的科学角度出发,这个试验是最早的克隆人试验,并且在一定程度上取得了成功。在这个试验的基础上,有人进一步提出,要在克隆人的基础上用遗传工程技术改造人。

从理论上讲,克隆了绵羊,克隆了猴子,克隆人也是可行的。尽管真正克隆出人来,从科学上讲尚需时日,但毕竟不是不可能的。实际上,克隆绵羊成功的消息传出之后,短短的几天里已经有数百人向维尔穆特咨询克隆他们自己的事。

而主持培育克隆绵羊的英格兰罗斯林研究所的科学家伊思·维尔穆特博士在议会作证时说,如果人们愿意,有可能在不到两年的时间里培育出“克隆人”.人类生殖活动的神圣和尊严,确实面临着挑战。

人是否也可以进行无性生殖也就是说,只通过单亲体的一个体细胞繁殖成一个与原单亲体一模一样的子代呢如果说人可以进行无性生殖,那么是否就能通过这种繁殖方式复制出许许多多如爱因斯坦、贝多芬等等的伟大人物呢在自然界中,无性生殖是广泛存在的。人作为最高级的动物,绝大多数情况下是通过有性生殖的方式来繁殖后代的。但是,在某种特殊情况下,人类也会以特殊的方式发生无性生殖的现象。例如,一般所说的“双胞胎”即“一卵双生子”,从某种意义上说,其中一个是另一个的无性系。因为受精卵经过第一次分裂以后的两个细胞,由于某种原因各自分离,尔后每一个细胞各自发育生长为一个完整的生物体。这两个生物体的遗传特性是相同的,他们的外貌一模一样,性别也相同。

然而,试图从一个成人身上取一个体细胞来繁殖一个完整的生物体,这种情况几乎是不可能的。因为人的细胞已经进化成高度特化,失去了全能性,它们根本不能够再分化。例如,肌肉细胞负责形成肌肉组织;神经细胞专司形成神经组织的功能,等等。因此,单靠体细胞本身是不能繁殖成一个新个体的。但人的性细胞--卵子和精子的特化比体细胞要差,人要进行无性生殖,在技术设计上可利用或借助卵细胞稍差的特化的特性。

某些科学家曾制订了无性生殖的技术步骤,从理论上说是很简单的,即通过显微外科手术,取出一个体细胞的细胞核,同时取一个未受精的卵子,通过手术“割除”或化学处理使卵细胞内的细胞核去掉或失效,然后把已取出的细胞核放进卵细胞中去,以替代卵细胞已失去的细胞核,让其自然生长。用动物细胞克隆,说起来简单但操作起来非常困难,迄今只有克隆羊获得成功,而且只有用羊的乳腺组织细胞才能培育。同样的实验用于兔子等动物就没有成功,至于人就更困难了。

在无性生殖试验中,每一个步骤的失误都会导致整个试验前功尽弃。例如,在细胞显微手术中,因哺乳动物的卵子相当小,又非常娇嫩,手术稍不留心就会受到损伤,即使细胞显微手术成功,但以后发育的每一步直至分娩,在技术上的困难仍很多。