世界首批克隆動物今何在?首只體細胞克隆猴誕生在中國
2018-01-26 08:12:00 來源:荊楚網(wǎng)

在中科院神經(jīng)科學研究所非人靈長類平臺育嬰室,克隆猴“中中”和“華華”被護士抱在懷里(1月22日攝)新華社發(fā)

制圖/方磊

新聞背景>>>

孫悟空“拔毛變猴”成真

克隆猴為什么難?它的誕生有什么價值?

克隆猴有啥價值

疾病研究、新藥測試

將大幅提速

在中國科學院神經(jīng)科學研究所非人靈長類平臺,世界上首只克隆猴“中中”,和她的妹妹“華華”除了體型大小略有差異,姐妹倆看不出什么區(qū)別。

她倆的基因,都來自同一個流產(chǎn)的雌性獼猴胎兒??蒲腥藛T提取了這個獼猴胎兒的體細胞(非生殖細胞),通過技術(shù)手段將其細胞核“植入”若干個“摘除”了細胞核的卵細胞。

克隆猴的誕生意味著什么?“意味著中國將率先建立起可有效模擬人類疾病的動物模型?!敝锌圃荷窠?jīng)所研究員孫強說,利用克隆技術(shù),未來可在一年時間內(nèi),培育大批遺傳背景相同的模型猴。這既能滿足腦疾病和腦高級認知功能研究的迫切需要,又可廣泛應(yīng)用于新藥測試。

但由于小鼠和人類相差太遠,針對小鼠研發(fā)的藥物在人體檢測時大都無效或有副作用。據(jù)了解,這是目前絕大多數(shù)腦疾病研究無法取得突破的一個主要原因。

中科院神經(jīng)所所長蒲慕明院士說,克隆猴的成功,將為腦疾病、免疫缺陷、腫瘤、代謝等疾病的機理研究、干預(yù)、診治帶來前所未有的光明前景?!斑@是世界生命科學領(lǐng)域近年來的重大突破。”他說。

克隆猴有何難點

三大難點抬高門檻

2010年,美國俄勒岡靈長類研究中心的著名科學家米塔利波夫率領(lǐng)團隊成功移植了克隆猴胚胎,但胚胎發(fā)育至81天,以流產(chǎn)告終。

孫強介紹,克隆猴主要有三個難點。難題之一,是細胞核不易識別,“去核”難度大。作為受體的卵細胞,必須先把細胞核“摘除”,才能容納體細胞的細胞核這個“外來戶”。但是,猴的卵細胞核去核難度非常大。

難題之二,是卵細胞容易提前激活??寺∵^程中,體細胞的細胞核進入卵細胞時,需先“喚醒”卵細胞,然后才啟動一系列發(fā)育“程序”。因此,“喚醒”的時機要求非常精準。但是,使用傳統(tǒng)方式,猴的卵細胞很容易被提前“喚醒”,往往導(dǎo)致克隆“程序”無法正常啟動。

難題之三,是體細胞克隆胚胎的發(fā)育效率低。被轉(zhuǎn)移到卵細胞里的細胞核,突然要扮演受精卵的角色,“趕鴨子上架”很不適應(yīng),需要科學家采取多種手段“保駕護航”。如果“保駕”不力,絕大多數(shù)克隆胚胎都難以正常發(fā)育,往往胎死腹中。

克隆猴之后做什么

不考慮對人類

進行相關(guān)研究

孫強介紹,本月底第3只體細胞克隆猴“夢夢”將誕生。

“克隆非人靈長類動物的唯一目的是服務(wù)人類健康,但科研人員不考慮對人類進行相關(guān)研究。”蒲慕明說。

科學家認為,由于猴子與人在基因方面非常相近,克隆猴研究對于開發(fā)治療人類疾病的新療法等將會起到巨大的促進作用。

“這也是‘全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜’國際大科學計劃的關(guān)鍵技術(shù)?!逼涯矫髡f,我國目前在該領(lǐng)域處于國際領(lǐng)跑地位,將進一步使我國成為世界腦科學人才的匯聚高地。

中科院院長白春禮表示,除了在基礎(chǔ)研究上有重大意義外,此項成果也將推動我國率先發(fā)展出基于非人靈長類疾病動物模型的全新醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈,為應(yīng)對我國人口健康領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)做出貢獻。據(jù)新華社

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體細胞克隆猴

與胚胎細胞克隆猴有何區(qū)別

2000年,美國就誕生了胚胎細胞克隆猴,體細胞克隆猴與胚胎細胞克隆猴有什么不同?體細胞克隆與胚胎克隆相比的優(yōu)勢在哪里呢?

簡單地說,胚胎細胞克隆就像是同卵雙胞胎,理論上說,它不能無限分裂,也就是說不能夠制造足夠多具有相同遺傳背景的動物。但體細胞克隆不同,理論上說,它可以產(chǎn)生無限量具有相同背景的動物。同時,體細胞克隆在基因編輯上也更簡單。中國科學院神經(jīng)科學研究所所長蒲慕明說:“基因編輯在胚胎克隆上有很多問題無法解決,比如脫靶等。但在體細胞克隆上進行基因編輯時,這些問題都比較容易解決?!?/p>

用一把毫毛,變出千百個一模一樣的猴子——《西游記》里的神話正在成為現(xiàn)實。中國科學院公布,世界上首只體細胞克隆猴“中中”于2017年11月27日誕生,10天后第二只克隆猴“華華”誕生。國際權(quán)威學術(shù)期刊《細胞》北京時間1月25日以封面文章形式在線發(fā)布該成果。這意味著中國科學家成功突破了現(xiàn)有技術(shù)無法克隆靈長類動物的世界難題。

自1996年第一只克隆羊“多利”誕生以來,21年間,各國科學家先后克隆了牛、鼠、貓、狗等動物,這些動物如今怎么樣了?

1.

克隆羊『多利』

活到了6歲,曾產(chǎn)下4只小羊

名字:多利

出生時間:1996年

7月5日

來自:乳腺細胞

成就:

證明了一個哺乳動物的特異性分化的細胞也可以發(fā)展成一個完整的生物體

1996年7月5日,多利在蘇格蘭首府愛丁堡以南幾英里的一個小山村誕生。它是一只雌性綿羊,也是世界第一個成功克隆的人工動物,由乳腺細胞發(fā)育而來。

多利的誕生,證明了一個哺乳動物的特異性分化的細胞也可以發(fā)展成一個完整的生物體,為“克隆”這項生物技術(shù)奠基了進一步的發(fā)展。多利一生都待在羅斯林研究所。它沒有父親,但有三個母親:一個提供DNA,另一個提供卵子,還有一個負責代孕。

2001年,多利患上了關(guān)節(jié)炎,不幸的是,2003年2月14日,獸醫(yī)檢查發(fā)現(xiàn)多利患有嚴重的進行性肺病,這種病在目前還是不治之癥,多利最終被處以“幸?!钡厮劳?。

多利的尸體已被制成標本,存放在蘇格蘭國家博物館。多利的早夭引起了人們對克隆動物是否會早衰的擔憂。多利曾與一只威爾士山羊交配,產(chǎn)下4只羊羔,目前這4只綿羊已接近10歲。但由于這些綿羊沒有更多的科學價值,所以研究人員也計劃對其實施安樂死。

2.

克隆牛『委委』

生產(chǎn)數(shù)量不受限制,優(yōu)質(zhì)奶牛大批復(fù)制

名字:委委

出生時間:2002年

1月

來自:體細胞

成就:

許多優(yōu)良品種大批得到復(fù)制,對畜牧業(yè)特別是肉牛和乳牛業(yè)具有重大意義

1998年7月5日,日本科學家宣布,他們利用成年動物體細胞克隆的兩頭牛犢順利誕生。

2002年1月,我國第一只克隆牛在魯西南五里墩出生,名叫“委委”,這是我國首次完全由自己的工程技術(shù)繁殖成活的體細胞移植克隆牛?!拔背鍪啦坏?小時就不幸夭折。在隨后的20天內(nèi),另外的十幾只克隆牛先后誕生,創(chuàng)下中國單批克隆牛數(shù)量之最。

這批克隆牛是用成年牛的體細胞克隆出來的,被克隆的樣本分肉牛和奶牛兩個品種,克隆用的體細胞均取自兩頭牛的耳朵部位。

克隆??梢匀藶闆Q定繁殖品質(zhì)最優(yōu)秀的牛,還可以控制性別。高品質(zhì)牛的克隆胚胎生產(chǎn)數(shù)量幾乎不受限制,克隆牛對畜牧業(yè)特別是肉牛和乳牛業(yè)具有重大意義,許多優(yōu)良品種大批得到復(fù)制。有效加快我國畜牧業(yè)品種的改良進程。

3.

克隆貓『CC』

首只被克隆的寵物,毛色性格和原型差別大

名字:CC

出生時間:2001年

12月22日

來自:胚胎

成就:

基因提供者可以影響到動物的毛皮顏色,代孕者的子宮環(huán)境也是重要因素

世界上首只成功存活的克隆貓誕生于2001年12月22日,名叫“CC”。CC是世界上第一只克隆寵物。

CC的“原型”彩虹毛色有褐色、棕褐色和白色,然而CC在其白色的毛上卻有灰色毛。彩虹的性格比較內(nèi)向,但CC好管閑事且頑皮。科研人員指出,貓毛的顏色獨特是因為“基因提供者可以影響到動物的毛皮顏色,代孕者的子宮環(huán)境也是重要因素”。專家表示,這正驗證了一個觀點,即克隆并不意味著復(fù)制,在決定一只貓的個性時,環(huán)境和基因同樣重要。CC由美國德克薩斯州一大學培育??茖W家們一共經(jīng)歷了188次失敗,前后共培育出87個胚胎,但僅有兩只貓懷孕,最后只有這么一個寶貝平安出世。

2006年12月,CC產(chǎn)下三只小貓。貓的壽命約15年左右,算算看,CC也進入老年期了。

4.

克隆狗『史努比』

后代仍在健康成長,壽命不比普通動物短

名字:史努比

出生時間:2005年

4月24日

來自:體細胞

成就:

克隆動物并不比普通動物壽命短,證明了克隆狗的生理繁殖能力和其他自然繁殖的犬無差異

2005年4月24日,韓國秀巖生命研究院捧出了世界上第一只克隆狗,它被命名為史努比(Snuppy),系阿富汗獵犬(公犬)。史努比在10歲時去世,但同時史努比在首爾大學生活期間與另外一只母犬共同繁育了10只幼犬。目前,史努比的后代仍在健康成長。

之前外界一直在質(zhì)疑克隆動物的壽命以及生育能力,而史努比的誕生無疑讓這些猜疑都不攻自破。犬類的10歲相當于人類的70歲,以這樣的年齡離世,說明克隆動物并不比普通動物壽命短,而史努比繁育的后代,也進一步證明了克隆狗的生理繁殖能力和其他自然繁殖的犬無差異的結(jié)論。

狗被認為是最難進行體細胞克隆的動物之一,克隆狗比克隆牛羊都要難。2017年5月28日,我國首只克隆狗——比格犬“龍龍”在北京西北郊的昌平科技園區(qū)出生。

5.

克隆兔 (未命名)

生理習性與家兔沒區(qū)別,愛吃青菜、蘿卜

名字:未命名

出生時間:2007年

1月12日

來自:體細胞

成就:

克隆兔同樣具有生殖能力,它可以和家兔交配產(chǎn)下后代。適合研究心血管疾病和眼科疾病及一些遺傳疾病

2007年2月12日,世界首例胎兔體細胞克隆兔在我國誕生。它是一只雌性兔子,順利進入了成年期。

這只克隆兔在生理習性上和家兔沒什么區(qū)別,同樣愛吃青菜、蘿卜,但為了保證它不生病,一般都是吃營養(yǎng)餐。這只克隆兔從沒得過病。

此前,家兔的克隆是一個世界性難題。自多利羊誕生以后,世界多個科研機構(gòu)開始克隆兔研究,但成功的極少。此次胎兔體細胞克隆實驗,是用兔子胎兒的成纖維體細胞,經(jīng)過克隆處理后植入代理的母兔“媽媽”體內(nèi);妊娠到期后經(jīng)剖腹產(chǎn)獲得克隆兔。

專家介紹,兔子和人的生理比較接近,適合研究心血管疾病和眼科疾病及一些遺傳疾病。克隆兔同樣具有生殖能力,它可以和家兔交配產(chǎn)下后代。

6.

克隆鼠『小小』

中國第一只克隆鼠已是爺爺輩了

名字:小小

出生時間:2009年

7月

來自:誘導(dǎo)多功能干細胞

成就:

生育了數(shù)百只第二代實驗鼠,并已有超過100只第三代實驗鼠

2009年7月,克隆鼠“小小”誕生。黑色的皮毛,長長的胡須,看上去與普通小鼠沒有區(qū)別。

“小小”有著不凡之處,它是中國科學家首次用誘導(dǎo)多功能干細胞克隆出完整的活體實驗鼠。先前國際上的研究始終未能成功,用誘導(dǎo)多功能干細胞培育的小鼠胎兒均胎死腹中。

“小小”已經(jīng)是爺爺輩的克隆鼠了。事實上,研究小組2008年10月就培育出了克隆小鼠。當時共成功培育了27只實驗鼠,雖然其中一些出生兩天后便死亡,還有一些存在身體異常,但所有用來配對的12只實驗鼠都成功生產(chǎn)出后代,并且這些第二代沒有畸形現(xiàn)象。它們生育了數(shù)百只第二代實驗鼠,并已有超過100只第三代實驗鼠。

7.

克隆豬 (未命名)

“基因”來自美國,優(yōu)良品種作為種豬

名字:未命名

出生時間:2009年

10月

來自:體細胞

成就:

保證了原有的生長快、產(chǎn)仔多、瘦肉率高的優(yōu)點,而且節(jié)省了大量的進口種豬的費用,后代走進百姓的餐桌

2009年10月,18頭種公豬在東北農(nóng)業(yè)大學劉忠華課題組的培育下誕生。但很多小豬因缺氧而引起心肺等問題,最終只有6頭成活。

這克隆小豬的“基因母親”是一批來自美國的優(yōu)質(zhì)長白種豬。使用克隆技術(shù)繁殖的種豬保證了原有的生長快、產(chǎn)仔多、瘦肉率高的優(yōu)點,而且節(jié)省了進口種豬的費用。

克隆技術(shù)第一次與普通百姓的生活直接聯(lián)系起來,30個月后,東北農(nóng)業(yè)大學克隆的美國優(yōu)質(zhì)種豬的后代走進百姓的餐桌。劉忠華教授解釋,克隆技術(shù)只是復(fù)制了供體的優(yōu)良基因,沒有添加任何外來物質(zhì),與傳統(tǒng)食品一樣安全。目前,克隆出的優(yōu)良品種將作為種豬,它們的兒子也將作為種豬推廣。它們正在與普通豬一樣飼養(yǎng)。飼養(yǎng)的費用與普通豬是一樣的,額外增加的就是做完移植手術(shù)后需打幾天青霉素的費用。

據(jù)新華社

8.

克隆狼『Snuwolf』

“原型”是一級野生保護動物

名字:Snuwolf

出生時間:2005年

10月

來自:體細胞

成就:

第一次克隆狼的成功率即達到16.7%,對一級野生動物保護起到重要作用

韓國首爾大學教授李柄千和申南植領(lǐng)導(dǎo)的研究小組2005年10月18日和26日先后獲得了兩頭體重分別為430克和530克的雌性克隆狼。兩只克隆狼的名字分別為Snuwolf和Snuwolfy。

這兩只克隆狼產(chǎn)自于狗媽媽。研究人員從首爾大公園飼養(yǎng)的灰狼耳朵上采集了體細胞,將從中提取的細胞核植入到剔除了細胞核的狗的卵子內(nèi),利用狗代孕,通過剖腹產(chǎn)手術(shù),產(chǎn)出了克隆狼幼崽?;依鞘琼n國環(huán)境部指定的一級野生保護動物。

據(jù)統(tǒng)計,克隆狗研究最初完成時克隆成功率只有0.8%,其后克隆狗的成功率上升到了25%。第一次克隆狼的成功率即達到16.7%。研究人員期待今后克隆成功率能保持在15%—25%水平。

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