先兆。今年二月,罗斯林研究所的羔羊“多莉”成为第一个引起公众关注的动物克隆体。 |
当爱丁堡罗斯林研究所的科学家在今年二月报告说他们克隆了一只成年绵羊时,他们的工作立即引起了公众的极大兴趣。
但是一些谨慎的研究人员怀疑,这个成功是否可能只是昙花一现。毕竟,苏格兰研究人员尝试了277次才成功培育出名为“多莉”的克隆体。除非克隆过程的效率能够大大提高,否则它似乎不太可能成为生产改良牲畜品种的常用技术。此外,多莉的诞生并未证明克隆可以用于利用经过基因改造的细胞来创造动物。除非克隆能够与复杂的基因操作相结合,否则这项技术似乎不太可能实现其全部潜力。
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仅仅六个月后,很明显,这些疑虑是没有根据的。当辩论的焦点集中在多莉身上时,许多其他企业和学术实验室都在悄悄地推进类似的项目。至少有两家美国公司——威斯康星州德弗雷斯特的ABS Global和马萨诸塞州伍斯特的Advanced Cell Technology——已经成功地利用克隆细胞使母牛和母猪受孕。此外,过去六个月的工作表明,克隆技术在经过基因改造的细胞上也能完美运行。
这两家企业竞争者都声称他们的克隆技术效率很高。而且,他们都没有掩饰自己的商业意图。8月初,ABS Global同时推出了一头名为“基因”的六个月大公牛,并宣布成立了一家名为Infigen的新子公司,以“将克隆技术在牛育种、制药、营养保健品和异种移植领域的应用商业化”。
与此同时,威斯康星大学麦迪逊分校的尼尔·弗斯特至少暂时地利用克隆的成年细胞在五种不同的物种中建立了妊娠。弗斯特说,他开发了一种基于牛卵细胞的“通用克隆系统”,他已用该系统使牛、羊、大鼠、猪和猴子受孕。
一般来说,在克隆过程中,细胞核是从可能最初来自胚胎、胎儿或成年生物体的培养细胞中提取出来的。然后将细胞核插入已去除原有细胞核的卵细胞中,这个过程称为核移植。在罗斯林研究所的初步工作中,卵细胞及其移植的细胞核随后直接植入到代孕母体中,在那里它们发育成形,并且在多莉的例子中,产生了可存活的后代。
Infigen的研究人员使用了罗斯林方法的一种变体,研究主管迈克尔·D·毕晓普解释说。ABS的研究人员没有仅仅移植细胞核,而是将整个供体细胞与一个去核的(去除细胞核)卵细胞融合,这是一个在电击的帮助下完成的过程。这些供体细胞是从胎儿身上提取的相对未分化的细胞。
当由此产生的胚胎分裂成大约16个细胞时,它被分解或解聚成其组成细胞。由此产生的细胞本身与其他去核卵细胞融合。然后将这些第二代细胞植入代孕母体中进行发育,其中许多都能成功发育。“基因”小牛就是使用这种技术从胎儿细胞克隆出来的;该公司预计很快会宣布从成年细胞克隆的牛的出生。Infigen的母公司希望通过选择性地复制基因优良的动物来提高其在利润丰厚的公牛精液市场中的份额。毕晓普说,它最终可能会开始销售克隆的、经过基因改造的动物。
Advanced Cell Technology公司也已在母牛和一些母猪身上进行了数十次克隆妊娠。该公司表示,预计在不久的将来会出现首批幼崽。对于这些克隆体,供体细胞是从胎儿身上提取的成纤维细胞。通过一种称为靶向基因替换的技术,可以相对容易且精确地操作这些细胞的基因组。“Advanced Cell Technology公司有能力使用胎儿成纤维细胞核移植技术生产转基因动物,”总裁兼首席执行官史蒂夫·帕金森声称。
帕金森认为,靶向基因替换技术比传统的转基因动物制造技术(将DNA注入细胞核)能更有效地产生具有特定基因改变的细胞。他报告说,Advanced Cell Technology公司计划克隆基因改造的动物,其神经组织在免疫学上与人类相容。他说,对患有帕金森氏病的患者进行此类组织的临床试验可能会在1999年开始。
克隆技术的进步不仅限于美国。自二月份的突破以来,与罗斯林研究所合作的爱丁堡PPL Therapeutics公司已经利用经过基因改造的胎儿细胞培育了五只携带标记基因和人类蛋白质基因的羔羊。从基因改造细胞产生的羔羊会产生外源蛋白质;这些动物可能能够在它们的乳汁中制造大量具有医学价值的人类蛋白质。PPL的董事总经理罗恩·詹姆斯说,这一结果“使核移植工作对人类的益处更近了一步”。该公司还在美国从事克隆牛的工作。
因此,多莉不仅仅是昙花一现。相反,克隆技术似乎注定要成为农业和医学的重要技术。“我认为它有可能真正更快地推动大型动物转基因工作,”美国农业部的弗农·珀塞尔说。换句话说,最好忘记那些玩笑,开始关注股票价格了。