克隆通常是人工誘導的無性繁殖方式或自然的無性繁殖方式(如植物)。克隆是壹種多細胞生物,在基因上與另壹種生物相同。我們通常所說的克隆是指通過有意識的設計產生的完全相同的克隆。在生物學中,克隆通常用於兩個方面:克隆壹個基因或克隆壹個物種。克隆基因是指從壹個個體中獲得壹個基因(例如通過PCR),然後將其插入到另壹個個體中(通常通過載體),然後對其進行研究或利用。
基本概念克隆通常是人工誘導的無性繁殖方式或自然的無性繁殖方式(如植物)。壹個
克隆是指壹個多細胞生物與另壹個生物在基因上完全相同。克隆可以是自然克隆,如無性繁殖或偶然原因產生的兩個基因完全相同的個體(就像同卵雙胞胎壹樣)。但我們通常所說的克隆是指通過有意識的設計產生的完全相同的克隆。在生物學中,克隆通常用於兩個方面:克隆壹個基因或克隆壹個物種。克隆基因是指從壹個個體中獲得壹個基因(例如通過PCR),然後將其插入到另壹個個體中(通常通過載體),然後對其進行研究或利用。克隆有時是指成功地識別出具有某種表型的基因。所以當壹個生物學家說某個疾病的基因克隆成功了,也就是說這個基因的位置和DNA序列已經確定了。獲得這個基因的拷貝可以認為是鑒定這個基因的副產品。
來源介紹是英文單詞“clone”的音譯,在臺灣省、香港、澳門地區壹般翻譯為復制或轉讓。它是利用生物技術,通過無性繁殖產生與原始個體具有相同基因組的後代的過程。
克隆的英文單詞“clone”來源於希臘語單詞“kl!n’(小枝)。在園藝學中,“克隆”這個詞壹直使用到20世紀。後來,有時會在單詞的末尾加上‘e’變成‘clone’,以表示‘o’的發音是長元音。最近,隨著這個概念和詞在公共生活中廣泛使用,拼寫已經局限於使用“克隆”。在中國大陸,這個詞的中文翻譯是“克隆”,而在港臺,它通常被翻譯成“克隆”或“復制”。前壹種“克隆”就像copy的音譯“復制”,有不看字面意思的缺點;而後者的“抄”雖然能大致表達克隆的意思,但並不準確,容易讓人誤解。
克隆壹個生物體意味著創造壹個新的物體,它具有與原生物體完全相同的遺傳信息。在現代生物學背景下,這通常包括體細胞核移植。在體細胞核移植中,卵母細胞的細胞核被移除,並被取自克隆生物體的細胞核所取代。通常,卵母細胞和其移植的細胞核應該來自同壹物種。因為細胞核幾乎包含了生命的所有遺傳信息,所以宿主卵母細胞會發育成與核供體在遺傳上相同的生物體。這裏雖然沒有移植線粒體DNA,但還是比較少見的,對生物的影響通常可以忽略。
在園藝學中,克隆是指通過營養繁殖產生的單個植物的後代。許多植物通過克隆這種無性繁殖從壹株植物獲得大量後代。
發展進展包括核移植在內的現代克隆技術已經在壹些物種上試驗成功(按時間順序排列):
韓國黃禹錫團隊成功克隆中國藏獒蛙:1962,但失敗。
鯉魚:1963年,中國科學家童第周早在1963年就通過將壹只雄性鯉魚的DNA插入壹只雌性鯉魚的卵子中,成功克隆出壹只雌性鯉魚,這比多莉的克隆早了33年。但由於相關論文發表在壹份中國科技期刊上,沒有翻譯成英文,因此在國際上並不知名。(來自:公共廣播公司)
綿羊:1996,多莉
獼猴:Tetra,雌性,5438年6月+2000年10月。
豬:2000年3月,5頭蘇格蘭PPL仔豬;奧古斯特,謝軒,女
牛:2001年,阿爾法和貝塔,男。
貓:2001結尾,抄襲者(CC),女。
老鼠:2002年
兔子:2003年3-4月在法國和韓國獨立實現;
騾子:2003年5月,愛達荷州Gem,男;六月,猶他州先鋒,男
鹿:2003年的杜威。
馬:Prometea,女,2003。
狗:2005年,韓國首爾大學實驗隊,Snaby。
盡管克隆研究取得了巨大進展,但克隆的成功率仍然相當低:在多莉出生之前,研究人員經歷了276次失敗的嘗試;9000次嘗試後誕生了70頭小牛,其中三分之壹幼年夭折。Prometea也進行了328次嘗試才成功出生。對於壹些物種,如貓和猩猩,還沒有克隆成功的報道。狗的克隆實驗也是上百次重復實驗的結果。
多莉出生後的年齡測試顯示,她出生時已經老了。她6歲時得了老年常見的關節炎。這種老化被認為是由端粒的磨損引起的。端粒是末端的染色體。隨著細胞分裂,端粒在復制過程中不斷磨損,這通常被認為是衰老的原因。然而,在成功克隆奶牛後,研究人員發現它們實際上更年輕。對它們端粒的分析表明,它們不僅回到了出生時的長度,而且比出生時的端粒還長。這意味著他們可以比普通牛活得更長,但他們中的許多人因為過度生長而過早死亡。研究人員認為,相關研究最終可以用來改變人類的壽命。
山東省幹細胞工程技術研究中心利用不同來源的人類成體細胞成功克隆了5個人類囊胚,達到了國際公認的技術鑒定指標。該研究成果已發表在2009年6月27日出版的克隆與幹細胞領域的國際權威學術期刊《克隆與幹細胞》上。
早期研究
克隆牛同壹克隆體的所有成員的基因組成是完全壹樣的,除非有突變。自然植物、動物和微生物的克隆在自然界早已存在。比如同卵雙胞胎其實就是克隆。而自然哺乳動物克隆發生率極低,成員數量少(壹般為兩個),缺乏目的性,很少能用於造福人類。因此,人們開始探索人工方法來生產高等動物克隆體。這樣,克隆壹詞開始作為動詞來指代人工培育克隆動物的行為。
目前,生產哺乳動物克隆的方法主要有兩種:胚胎分割和核移植。各國科學家培育的克隆羊多莉和各種克隆動物後來都采用了核移植技術。所謂核移植,是指通過顯微外科手術和細胞融合,將胚胎或成年動物不同發育階段的細胞核移植到去核卵母細胞中,重新形成胚胎並使其成熟的過程。與胚胎分割技術不同,核移植技術,尤其是連續核移植技術,可以產生無限個遺傳相同的個體。由於核移植是生產克隆動物的有效方法,人們通常稱之為動物克隆技術。
通過核移植技術克隆動物的想法最早是由漢斯·斯皮曼在1938年提出的。他稱之為“奇怪的實驗”,即從發育中的胚胎(成熟或未成熟的胚胎)中取出細胞核,移植到卵子中。這種想法是現在克隆動物的基本方式。
從1952開始,科學家首先用青蛙進行核移植克隆實驗,先後獲得蝌蚪和成年青蛙。65438至0963年,我國童第周教授領導的科研團隊首次以金魚為材料研究了魚類胚胎的核移植技術,並取得成功。1964年,英國科學家J.Gurdon用紫外線照射非洲爪蟾未受精卵,破壞其細胞核,然後從野外上皮細胞即蝌蚪的體細胞中吸收細胞核,將細胞核註入細胞核被破壞的卵中。結果發現1.5%的轉移卵分化發育成正常的成年蛙。戈登的實驗第壹次證明了動物的體細胞核是全面的。
哺乳動物胚胎核移植研究的第壹項成果是在1981年取得的——卡爾·伊爾門澤和彼得·霍普利用小鼠胚胎細胞培養正常小鼠。1984年,Steen Willadsen用取自綿羊的未成熟胚胎細胞克隆了壹只活產的綿羊,其他人後來用牛、豬、山羊、兔子和獼猴等各種動物重復了他的實驗方法。1989年,威拉德森獲得了連續核移植的第二代克隆牛。在1994年,尼爾·菲爾斯特從壹個至少有120個細胞的晚期胚胎中克隆出了牛。到1995,主要哺乳動物胚胎核移植成功,包括冷凍和體外產生的胚胎;也嘗試過胚胎幹細胞或成體幹細胞的核移植實驗。然而,直到1995,成年動物的分化細胞核移植仍未成功。
存在問題
雖然綿羊克隆技術有著廣闊的應用前景,但離產業化還很遠。因為克隆技術作為壹個新的研究領域,在理論和技術上還不成熟,在理論上,通過分化體細胞克隆進行遺傳物質重編程(細胞核內全部或大部分基因被關閉,細胞重新獲得全能性的過程)的機制還不清楚;克隆動物是否會記住供體細胞的年齡,克隆動物的連續後代是否會積累突變基因,細胞質線粒體在克隆過程中發揮的遺傳作用等問題都沒有解決。
在實踐中,克隆動物的成功率仍然很低。在培育多莉的實驗中,威爾穆特的研究小組將277個卵子與移植的細胞核融合,只獲得了壹只活羊多莉,成功率僅為0.36%。同時,胚胎成纖維細胞和胚胎細胞的克隆成功率分別只有65,438±0.7%和65,438±0.5%。36866.88868688666
此外,壹些出生的個體表現出生理或免疫缺陷。以克隆牛為例,日本、法國等國家培育的許多克隆牛在出生後兩個月內死亡;到2000年2月,日本已經誕生了121頭體細胞克隆牛,但存活下來的只有64頭。結果表明,部分犢牛胎盤功能不完善,血液中氧含量和生長因子濃度低於正常水平。部分犢牛胸腺、脾臟、淋巴腺發育不正常;克隆動物的胎兒壹般傾向於比普通動物發育更快,這可能是死亡的原因。
甚至連發育正常的多莉也被發現有早衰的跡象。染色體的末端叫做端粒,決定了細胞可以分裂的次數:每分裂壹次,端粒就會縮短,當端粒耗盡時,細胞就失去了分裂的能力。1998年,科學家發現多莉的細胞端粒比正常人短,也就是說,它的細胞處於更加衰老的狀態。當時認為這可能是由成年綿羊細胞克隆多莉,使其細胞帶有成年細胞的印記所致。然而,這種解釋現在受到質疑。美國馬薩諸塞州的醫生羅伯特·蘭紮(Robert Lanza)用培養的衰老細胞克隆了牛,得到了6頭小牛。出生5 ~ 10個月後,發現這些克隆牛的端粒比同齡普通犢牛的端粒長,有的甚至比普通新生犢牛的端粒還長。目前,還不清楚為什麽這種現象與多莉的情況不同。然而,這項實驗表明,在某些情況下,克隆過程可以改變成熟細胞的分子鐘,使其“返老還童”。這種變化對克隆動物壽命的影響需要進壹步觀察。
除了上述理論和技術障礙之外,克隆技術的倫理影響(特別是它在人類胚胎中的應用)以及公眾對它的強烈反應也限制了它的應用。然而,近年來克隆技術的發展表明,世界上大多數國家都不甘落後,沒有人放棄對克隆技術的研究。在這壹點上,英國政府的態度很有代表性。1997年2月結束後不到1個月,英國科學技術委員會發表了壹份關於克隆技術的專題報告,表明英國政府將重新考慮這壹決定,認為盲目禁止這壹研究並不明智。關鍵是建立壹定的規範,用它來造福人類。
壹個細菌大約20分鐘後可以壹分為二;壹根葡萄枝切成十段,可能變成十顆葡萄;仙人掌切成幾塊,每塊落地就生根;壹顆草莓依靠其匍匐在地面的匍匐莖,壹年可以長出數百棵草莓苗...所有這些都是壹個有機體通過把自己壹分為二或者擴大自己的壹小部分來繁殖後代,這種繁殖叫做無性繁殖。無性繁殖的英文名是“Clone”,音譯為“Clone”。實際上,英語中的“克隆”壹詞來源於希臘語中的“克隆”。今天,“克隆”的含義已經不僅僅是“無性繁殖”,而是指從壹個祖先開始,經過無性繁殖的壹群個體。這種來自壹個祖先的無性後代群體也叫“無性克隆”,簡稱克隆。
自然界中的很多動物,在正常情況下,都是依靠父親產生的雄性細胞(精子)和母親產生的雌性細胞(卵子)融合(受精)成受精卵(合子),然後受精卵經過壹系列的細胞分裂發育成胚胎,最後形成新的個體。這種依靠父母雙方提供的性細胞,通過兩性細胞融合產生後代的生殖方式,稱為有性生殖。然而,如果我們通過手術將胚胎分成兩部分,四部分,八部分...最後,壹個胚胎長成兩個、四個、八個...通過特殊方法的有機體。這些生物是克隆的個體,這兩個,四個,八個...個體稱為無性系(也稱為無性系)。
克隆|熒光|克隆動物
1979年春天,中國科學院武漢水生生物研究所的科學家人工培養了鯽魚胚泡期的細胞。連續傳代培養385天59代後,用直徑約65438±00微米的玻璃管在顯微鏡下將細胞核從培養細胞中吸出。同時去除鯽魚卵的細胞核,使卵為接受囊胚細胞核做好準備。壹切準備就緒後,將玻璃管中吸出的細胞核移入鯽魚卵的空位置,人工培養下的囊胚細胞核大多過早死亡。核交換的189個卵中,只有兩個孵化出來的魚苗,最後只有壹條幼魚挺過難關,經過80多天的培養,長成壹條體長8厘米的鯽魚。這種鯽魚沒有經過雌雄細胞結合,只是把壹個胚泡的細胞核換成了卵細胞,而卵細胞實際上是由換核後的卵子產生的,所以也是克隆魚。
在克隆鯽魚出現之前,英國牛津大學的科學家曾在1960和1962用壹種非洲爪蟾(非洲爪蟾)進行過克隆實驗。實驗方法是用紫外線照射非洲爪蟾卵破壞其細胞核,然後通過高超的手術從非洲爪蟾蝌蚪的腸上皮細胞、肝細胞和腎細胞中取出細胞核,將這些細胞的細胞核準確地放入細胞核已被紫外線破壞的卵中。經過精心照料,這些核交換卵中的壹部分終於長出了活蹦亂跳的非洲爪蟾,它不是由精細胞和卵細胞結合產生的,所以也是克隆的非洲爪蟾。
我國著名生物學家童第周先生於1978年成功進行了黑斑蛙的克隆實驗。他將黑斑蛙紅細胞的細胞核移植到事先已經去核的黑斑蛙卵中,換核後的卵最終長成可以在水中自由遊動的蝌蚪。
隨著魚類核交換技術的成熟和兩棲類核交換的成功,壹批從事種子培育的科學家興奮不已。既然鯽魚囊胚的細胞核可以代替鯽魚卵細胞的細胞核得到克隆魚,那麽異種魚的細胞核交換能否得到新的雜交魚呢?中國科學家首先提出並首先解決了這個問題,即成功培育克隆鯽魚的研究所設法用鯽魚卵細胞的細胞核替換了鯽魚胚胎細胞的細胞核。鯉魚的細胞核和鯽魚卵子的細胞質可以和平共處,開始壹個類似受精卵分裂發育的過程。最後,壹種長著“胡子”的“鯽魚鯽魚”長得很快,就像鯉魚壹樣,但它的側鱗和棘數與鯽魚相同,魚的味道也不亞於鯽魚。這種人工克隆的魚類新品種的出現,為魚類育種開辟了新的途徑。
對科學的追求是無止境的,魚類和兩棲動物克隆的成功自然讓科學家把目光投向了哺乳動物。美國和瑞士的科學家率先從灰色小鼠的胚胎細胞中取出細胞核,並用這個細胞核替換黑色小鼠受精卵的細胞核。其實這只黑老鼠的受精卵剛進入卵細胞就把精核連同卵核壹起去掉了。將松鼠的胚胎細胞核移植到壹只黑老鼠的去核受精卵中後,在試管中人工培養四天,然後將其植入壹只白老鼠的子宮中。經過上百次灰、黑、白的操作,小白鼠終於生下了三只小松鼠。
克隆65438+1996年2月27日出版的英國《自然》雜誌發表了愛丁堡羅斯林研究所的威爾莫特等人的研究成果:經過247次失敗後,他們在前年7月得到了壹只名叫多莉的克隆母羊。
綿羊多莉是如何“創造”出來的?威爾莫特等學者首先給蘇格蘭黑面羊註射促性腺激素,誘導其排卵。得到卵子後,他們立即用壹根非常細的吸管從卵細胞中取出細胞核。與此同時,他們從壹只懷孕三個月、名叫Fendosit的六歲母羊的乳腺細胞中取出細胞核,並立即將其送到去核的蘇格蘭黑面羊的卵細胞中。手術後,他們用相同頻率的電脈沖刺激卵子交換。讓蘇格蘭黑面羊的細胞質和芬多塞特母羊乳腺細胞的細胞核相互協調,讓這個“組裝”好的細胞像試管中的受精卵壹樣經歷分裂發育的過程,形成胚胎,然後將胚胎巧妙地植入另壹只母羊的子宮。到了去年7月,這只在體外“哺育”胚胎的母羊終於產下了多莉,壹只小羊。多莉不是母羊卵細胞和公羊精細胞受精的產物,而是“核卵交換”壹步步發展的結果,所以是“克隆羊”
“克隆羊”的誕生震驚了世界各國。它值得稱道的特點是,它是體細胞的細胞核,而不是胚胎細胞核。這壹結果證明,動物體內執行特殊功能、具有特定形態的所謂高度分化細胞,與受精卵壹樣,具有發育成完整個體的潛能換言之,動物細胞與植物細胞壹樣,具有全能性。
克隆技術將給人類帶來巨大的好處。例如,英國PPL公司培育的母羊,其羊奶中含有治療肺氣腫的a-1抗胰蛋白酶。這種羊奶的價格是六千美元壹升。壹只母羊就像壹個制藥廠。讓這種羊繁殖最有效最方便的方法是什麽?最好的辦法就是“克隆”。同樣,荷蘭PHP公司培育出了能分泌人乳鐵蛋白的奶牛,以色列LAS公司培育出了能產生血清白蛋白的綿羊。這些高附加值的牲畜如何有效繁殖?答案當然是“克隆”。
母馬配驢可以得到壹種雜種優勢特別強的動物——騾。騾子無法繁殖,那麽優秀的騾子如何擴大繁殖呢?最好的辦法也是“克隆”。中國的大熊貓是國寶,但自然交配成功率低,瀕臨滅絕。如何拯救這樣的珍稀動物?“克隆”為人類提供了壹條切實可行的途徑。
克隆動物在研究癌癥生物學、免疫學和人類壽命方面也發揮著重要作用。
不可否認,“克隆羊”的問世也引起了很多人對“克隆人”的興趣。例如,壹些人正在考慮是否可以從他們自己的細胞中克隆出壹個胚胎,並在它成形之前將其冷凍起來。在未來的某壹天,當我們自己的某個器官出了問題,我們可以把這個器官從胚胎中取出來進行培養,然後替換掉我們患病的器官,這就是通過克隆為我們自己提供“配件”。
關於“克隆人”的討論提醒人們,科技進步是壹場悲喜交加的進行曲。科學技術越發展,對社會的滲透越廣泛、越深入,就越有可能引發許多相關的倫理、道德和法律問題。我想用獲得諾貝爾獎的著名分子生物學家J.D .沃森(J.D. Watson)的壹句話來結束這篇文章:“可以預期,許多生物學家,尤其是從事無性繁殖研究的生物學家,將會認真考慮它的意義,並展開科學討論,以教育全世界的人們。”
效益分析1。克隆技術與遺傳育種
在農業方面,中國第壹只外來克隆山羊,人們利用克隆技術培育了壹大批抗旱、抗倒伏、抗蟲害的優質高產品種,大大提高了糧食產量。在這方面,中國已經進入世界最先進的前列。
2.克隆技術與瀕危物種保護
克隆技術對於保護物種,尤其是珍稀瀕危物種是壹個福音,具有巨大的應用前景。從生物學的角度來看,這也是克隆技術最有價值的地方之壹。
3.克隆技術和醫學
目前,醫生幾乎可以對所有人體器官和組織進行移植。但就科學技術而言,器官移植中的排斥反應仍然是最令人頭疼的。排斥的原因是組織不匹配導致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供給“原人類”進行器官移植,完全不用擔心排斥,因為兩者的基因和組織是匹配的。問題是,用“克隆人”做器官捐獻者是否人道?合法嗎?經濟合算嗎?
克隆技術也可以用來大量繁殖有價值的基因。比如在醫學上,人們就是通過“克隆”技術生產出治療糖尿病的胰島素、讓侏儒癥患者重新長高的生長激素、能抵抗各種病毒感染的纖溶酶等等。
4.生長周期短,遺傳性狀穩定。
劣勢分析1。生態層面,克隆技術導致的基因復制,
克隆會威脅到基因多樣性的維持,生物的進化會經歷壹個逆向的過程,即由復雜到簡單,這對生物的生存極為不利。
2.從文化上看,克隆人是對自然生殖的替代和否定,它打破了生物進化的自律性,具有典型的反自然性質。與崇尚天人合壹、回歸自然的基本文化潮流相違背。
3.從哲學上講,人類通過克隆技術實現自我復制、自我繁衍後,可能會導致人類身心關系的紊亂。人的不可復制、不可替代的人格規則因大量復制而失去了獨特性,失去了自身及其人格特征的自然基礎和生物學前提。
4.血緣生育構成了社會結構和社會關系。為什麽不同國家不同種族幾乎都反對克隆人?原因是它是另壹種生育模式。現在單親家庭孩子的教育備受關註,就是關註壹個情感培養問題。人的成長是在兩性生殖和父母養育的狀態下完成的。幾千年來都是這樣。社會應該如何應對克隆人的出現?克隆人和被克隆人應該是什麽關系?
5.身份和社會權利難以區分。如果有壹天,20個兒子突然來分妳的財產,他們的指紋和基因都是壹樣的怎麽辦?有必要像車牌照片壹樣在額頭上刻上克隆川A0001、克隆川A0002等標記來識別嗎?
6.可能支持克隆人的人有壹個觀點:解決不孕不育問題。但是不育的人克隆的下壹代還是會不育。妳覺得自己很優秀,但是克隆出來的人除了血型、外貌、指紋、基因之外,性格和行為可能完全不同。妳能保證克隆出來的人和妳壹樣優秀,不會誤入歧途嗎?在克隆人的研究中,如果出現異常,有缺陷的克隆人不能像克隆動物壹樣隨意處置,這也是壹個麻煩。所以在目前的環境下,不僅觀念和制度,整個社會結構都不知道如何接受克隆人。
應用前景克隆技術已顯示出廣闊的應用前景,概括起來有以下幾點。
研發的三個方面:
(1)培育優良品種,生產實驗動物;
(2)生產轉基因動物;
(3)生產用於細胞和組織替代療法的人胚胎幹細胞;
(4)瀕危動物物種的繁殖,動物物種資源的保存和傳播。
轉基因動物和胚胎幹細胞的生產簡述如下。
轉基因動物的研究是動物生物工程領域最具吸引力和發展前景的課題之壹。轉基因動物可用作醫學器官移植的供體,用作生物反應器,以及用於家畜的遺傳改良和疾病實驗模型的建立。然而,目前轉基因動物的實際應用並不多。除了單基因修飾轉基因小鼠的醫學模型外,轉基因動物乳腺生物反應器生產藥物蛋白的研究已經開展了很長時間,至今已有10多年。但目前全世界只有2種藥物進入III期臨床試驗,5 ~ 6種藥物進入II期臨床試驗。然而,其農藝性狀已被改良並可用於家畜生產的轉基因家畜品系尚未誕生。轉基因動物的生產效率低,定點整合困難導致的成本高和調控失敗,轉基因動物有性繁殖後代的遺傳性狀分離,難以保持祖先的優異勝利,是當今制約轉基因動物實用化進程的主要原因。
體細胞克隆的成功為轉基因動物的生產掀起了壹場新的革命,動物體細胞克隆技術為快速放大轉基因動物產生的種質創新效應提供了技術可能。利用簡單的體細胞轉染技術轉移目的基因,可以避免家畜生殖細胞的困難和低效。同時,該轉基因細胞系可用於在實驗室條件下進行轉基因整合預檢驗和性別預選擇。核移植前,將目的外源基因和標記基因(如LagZ基因和新黴素抗生素基因)的融合基因導入培養的體細胞,然後通過標記基因的表達篩選轉基因陽性細胞及其克隆,再將該陽性細胞的細胞核移植到去核卵母細胞中。理論上,最終生產出來的動物應該是100%陽性的轉基因動物。通過該方法,Schnieke等人(Bio Report,1997)已成功獲得6只轉基因綿羊,其中3只具有人凝血因子IX基因和標記基因(新黴素抗性基因),3只具有標記基因,目的外源基因整合率高達50%。奇貝利(Science,1997)也通過核移植的方法獲得了三頭轉基因牛,證實了這種方法的有效性。可見,當今動物克隆技術最重要的應用方向之壹就是研發高附加值的轉基因克隆動物。
胚胎幹細胞是全能幹細胞,具有形成所有成體細胞類型的潛力。科學家們壹直試圖誘導各種幹細胞分化成特定的組織類型,以取代體內那些受損的組織,例如將產生胰島素的細胞植入糖尿病患者體內。科學家已經能夠將豬es細胞轉化為跳動的心肌細胞,將人ES細胞轉化為神經細胞和間充質細胞,將小鼠ES細胞轉化為內胚層細胞。這些結果為細胞和組織替代療法開辟了道路。目前,科學家已經成功分離出人類的es細胞(Thomson et al. 1998,Science),體細胞克隆技術為生產患者自身的ES細胞提供了可能。將患者的體細胞移植到去核卵母細胞中形成重組胚胎,在體外培養成囊胚,然後從囊胚中分離es細胞,將獲得的ES細胞定向分化為特定的細胞類型(如神經細胞、肌肉細胞和血細胞),用於替代治療。這種核移植方法的最終目的是治療幹細胞,而不是獲得克隆個體,科學家稱之為“治療性克隆”。
克隆技術在基礎研究中的應用也是非常有意義的,它為研究配子和胚胎發生、細胞和組織分化、基因表達調控、核質互作等機制提供了工具。
2009年2月2日,山東省幹細胞工程技術研究中心主任、煙臺毓璜頂醫院中心實驗室主任李健源教授向媒體宣布,我國科學家成功獲得人類體細胞克隆胚胎。這項成果不僅利用人類成纖維細胞獲得克隆胚胎,還利用帕金森病患者外周血的淋巴細胞作為供體細胞成功獲得囊胚,使治療性克隆的研究向前邁進了壹大步。
可以預見,未來有可能通過克隆胚胎提取出與患者具有相同遺傳基因的全能性胚胎幹細胞,用其衍生的全新功能細胞、組織和器官替代病變細胞、組織和器官,從而避免免疫排斥反應的發生,從根本上解決組織器官移植中配型困難、供體不足等瓶頸問題。