1996年,苏格兰罗斯林研究所的伊恩·威尔穆特等人成功地克隆了一只名为多利的羊,这标志着人类进入了克隆时代。多利是通过一种叫做“胚胎分裂人工嵌合”技术来制造的。同样,在克隆中也需要用到干细胞。干细胞是未成熟的万能细胞,可以分化成各种类型的细胞。
在克隆羊的制造过程中,有两种类型的干细胞是必须要用到的。
第一种是体细胞核移植干细胞。这种干细胞由身体中的任何一个细胞经过去核化处理而得来,可以用于克隆动物。1996年,多利的克隆就是基于这种干细胞技术实现的。
第二种干细胞则是胚胎干细胞。胚胎干细胞是受精卵发育成为囊胚时形成的,它们可以分化成身体细胞和生殖细胞,而且在人体内也可以鉴别成各种类型的细胞。
干细胞在克隆中具有非常重要的应用,主要有以下几个方面:
1)体细胞核移植克隆技术中,挑选出的成熟体细胞的核移植到卵母细胞内后,经过核融合形成的单核受精卵再通过植入到母体子宫内发育成为胎儿。这样的胎儿是具有与供体相同的基因特征,是克隆体。
2)利用胚胎干细胞培育新的组织器官。科学家已经成功地将胚胎干细胞培育成皮肤细胞、骨细胞、神经元等细胞。
3)研究基因调控及遗传疾病。人体成千上万的细胞都含有相同的DNA序列,但不同细胞类型的表现可以从基因的表达上有很大区别。干细胞可以为研究人类遗传疾病提供重要的平台。
克隆技术在生物医学领域中有着广泛的应用前景,克隆羊的成功是对科学界的一次巨大突破。此外,克隆羊的闪亮登场将会对医学产生深远的影响:
1)致力于寻找治疗人类疾病的新方法。由于克隆技术具有“单峰”效应和“无污染源”的实验方式等特点,因此在研究人类诸多重大疾病的方向上具有很高的价值。例如克隆羊肝细胞、胰腺细胞的应用,可以用于制造对抗乙型肝炎的疫苗和治疗糖尿病的胰岛素。
2)增加动物养殖效益。在养殖业中,通过提取优良生物材料的同质组、增强品种耐性和适应性、快速繁殖等方面应用一些技术,可以有效地提高经济效益。
克隆羊是克隆技术中最成功的一个例子,但是对于人们来说,它“成功”的同时也带来了一些问题。以下几点是制约克隆挑战的主要因素:
1)克隆过程中存在许多不可控的变量,例如:“超级伯利”就死于“早老综合征”,这使得人类在克隆过程中必须面临一系列未知的挑战。
2)品质不稳定,目前在科学上还没有完全解决。花费十分昂贵,购买成本巨大。
3)人的语言、思维等都是由其遗传信息所统治的,而克隆肉体会把已经有了成年动物上下文的DNA拿到一块,像转场似得通吃任何新的生理特征,这样复杂业从中剥离分析就十分困难,对不存在遗传差异的个体进行研究,必然需要极其严格的控制与确认。
克隆羊背后的干细胞技术不仅可以用于动物克隆,还能为治疗多种人类疾病提供解决方案,因此其重要性不言而喻。但在克隆技术中,潜藏着伦理方面的问题以及制约技术发展的种种风险和挑战,这就需要科学家们在研究过程中认真思考,探索新的方法,管控风险、保证技术的可持续发展。