认识一下中中和华华——健康的新生猴子,它们是首批通过与二十年前制造多莉羊相同的方法产生的灵长类克隆。
中国一家实验室的这项进展使科学家们离未来更近了一步,在未来,他们可以创造大量基因相同的猴子,作为人类疾病和其他病症的模型。这可能有助于研究人员解开复杂的问题,包括环境因素如何加剧常见的人类癌症。
然而,灵长类动物研究的伦理可能会限制这类研究。“这是一个成本效益分析,”诺丁汉大学的发育生物学家凯文·辛克莱说,他没有参与最新的克隆工作。“如果你有一群基因相同的非人类灵长类动物,那将是一个非常非常强大的研究人类疾病、潜在机制和潜在疗法的模型。但必须根据具体情况进行,以证明这样做是合理的。”包括美国在内的许多国家对灵长类动物研究有严格的指导方针,因为对我们近亲进行实验存在伦理方面的担忧。例如,美国政府对黑猩猩的生物医学研究实际上已经结束,所有实验室黑猩猩都在慢慢退役。
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中国科学院上海神经科学研究所的科学家们周三在《细胞》杂志上发表了他们两项灵长类动物成功的报告。他们使用的克隆技术被称为体细胞核移植(SCNT),涉及将供体细胞的细胞核交换到一个已经清除了自身染色体的受精卵中。然后,这个卵子将包含供体基因组的精确副本,如果将其植入代孕母亲体内,最终的后代将是克隆体。包括猪和狗在内的其他 20 多个物种已经使用 SCNT 成功克隆。许多对这种方法产生的动物的研究表明,它们和非克隆的同类一样健康。
让这个过程在灵长类动物身上奏效一直很困难。当研究人员之前尝试在猴子身上使用“多莉”方法时,它产生了胎儿,但没有怀孕超过 80 天。神经科学研究所的研究人员写道,主要障碍可能是移植的细胞核没有被正确编程以支持胚胎发育。因此,这一次,中国团队部署了两种关键酶,它们去除了基因作为体细胞(构成组织和器官的细胞)的表观遗传记忆。干细胞专家艾伦·特劳森说,这个额外的步骤使得发育得以进行,他是澳大利亚哈德逊医学研究所的名誉教授,没有参与这项新研究。成功率仍然非常低。但他指出,随着科学家们调整他们的方法,他们可能会在不久的将来创造出数十个克隆体。
在过去的几十年里,研究人员已经使用其他技术设法克隆了非人类灵长类动物,包括一种类似的核移植方法,该方法依赖于胚胎干细胞而不是体细胞。但使用 SCNT 是一项重大进步,因为它可能更容易使用并大量繁殖。研究所的科学家在他们的论文中写道,它也可能更成功地与 CRISPR 基因编辑技术结合,用于未来对特定疾病或基因突变的研究。
辛克莱说,这种克隆方法最终可能有助于拯救濒危灵长类动物。他补充说,在栖息地破坏只剩下少数灵长类动物的情况下,研究人员可以从身体组织中获取体细胞并冷冻起来,以便在基因库中储存。但这需要进一步的科学进步,因为最近中国的 SCNT 工作是使用胎儿细胞而不是成人细胞(更难重编程)成功的。
专家警告说,在将该技术用于生产用于研究的灵长类动物之前,还需要改进猴子 SCNT 的各个方面。“从科学角度来看,这里的进步是显著的。但从实际的、直接的利用角度来看,仍然存在一些技术问题,”俄勒冈国家灵长类动物研究中心生殖和发育科学部门主任乔恩·亨尼博尔德说,他没有参与这项工作。“妊娠率和活产率没有达到可以在一定范围内进行的水平。您还需要在辅助生殖技术、生殖生理学和一大批供体方面拥有专业知识。而所有这些事情都限制了当前的技术。”