多利的克隆過程

 

　　克隆是英語單詞clone的音譯，clone源于希臘文klon，原意是指幼苗或嫩枝，以無性繁殖或營養繁殖的方式培育植物，如桿插和嫁接。

 

　　如今，克隆是指生物體通過體細胞進行的無性繁殖，以及由無性繁殖形成的基因型完全相同的后代個體組成的種群。克隆也可以理解為復制、拷貝，就是從原型中產生出同樣的復制品，它的外表及遺傳基因與原型完全相同。

 

　　1997年2月，綿羊"多利"誕生的消息披露，立即引起全世界的關注，這頭由英國生物學家通過克隆技術培育的克隆綿羊，意味著人類可以利用動物身上的一個體細胞，產生出與這個動物完全相同的生命體，打破了千古不變的自然規律。

 

　　克隆一詞是由clone音譯而來，在音譯名出現以前曾有一個意譯名--無性繁殖系，指由單一細胞或共同祖先經有絲分裂得到的細胞群體或有機群體。

 

　　我們通過細胞培養可以得到一個細胞克隆。在微生物實驗時，通過倒平皿，我們可以得到一個個的菌落，這些菌落其實就是細菌的克隆。可見克隆原來是個名詞，指一群細胞或一群個體。隨著分子生物學的發展，出現了核移植與基因工程之類的操作。核移植操作可以得到重建細胞，重建細胞可以繁殖成一個無性系；基因工程操作可以將某一被選定的基因拼接到質粒的復制子上，隨著復制子的復制也能得到DNA分子的無性系。于是，有人就把這類操作稱作克隆，即將clone一詞由名詞轉化成動詞，并將核移植稱為nuclearcloning（核克隆），通過基因工程得到DNA分子的無性系稱為molecularcloning（分子克隆）。在這里克隆是一種實現無性繁殖（asexualreproduction）的操作，是一種顯微操作或分子生物學操作，而不是一般意義上的無性繁殖（或無性繁殖操作）。這也許正是克隆一詞能夠存在而不被無性繁殖替代的原因。

 

　　多利羊又稱克隆羊，其實是用核克隆技術產生的羊。有人說，只有多利羊才是真正的克隆羊，其他報導，如克隆豬、克隆牛等，由于它們是由胚胎細胞發育而成的，而胚胎細胞是有性繁殖產生的，所以，不是真正意義上的克隆。這是一種誤解，是由于對有性過程在時間上把握不準所造成的。有性過程到受精卵、即合子形成時即告結束，合子分裂一旦開始即與有性過程無關了。如果說分裂后的胚胎細胞是有性繁殖產生的，那么，體細胞追究下去也是有性繁殖產生的。但事實上它們都是由合子經有絲分裂逐漸產生的。這就是說，有性繁殖實際上是經過一次有性過程和許多次無性過程，最后產生一個成活的后代而實現的。從胚胎中取出一個細胞使之發育成一個個體，這顯然應屬于無性繁殖。所以，從這個意義上講，杜里舒是克隆技術（細胞克隆技術）的創始人，他的將兩分裂球時期的細胞分開，使之發育成兩個海膽的實驗，是最早的克隆實驗。而人類的同卵雙生雙胞胎，就是經天然細胞克隆化產生的。而克隆豬、克隆牛，如果是經核移植育成的，則不管供核細胞是來自早期胚胎細胞，還是已分化細胞，均屬于真正意義上的克隆技術，而且是比杜里舒的水平高得多的克隆技術。

 

　　這里順便提一下，因為中文詞不能從詞形上看出詞性，所以，"細胞克隆"一詞既可看成名詞，又可看成動詞。作為名詞，細胞克隆指細胞的一個無性繁殖系。作為動詞，它與核克隆、分子克隆對應，指用細胞去無性繁殖。為了與前者區別，作者建議該意思可用"細胞克隆化"或"細胞克隆技術"來表達。應用細胞克隆技術，可將細胞克隆成一個無性繁殖的細胞群體，如細胞培養中得到的克隆；也可使克隆后的細胞分化、發育成一個無性繁殖的個體，如杜里舒得到的海膽，某些研究者得到的克隆豬、克隆牛等。

 

　　多利羊與其它克隆動物的區別不在于是不是無性繁殖，而在于供核細胞的分化程度。早期胚胎細胞基本上是未分化細胞，即使是成形胚胎的已分化細胞，其細胞分化程度也遠低于成年個體的已特化細胞。能將已特化細胞克隆成一個成活的個體，從理論上講這是一次重大突破。這說明，已特化細胞的遺傳結構即使發生了變化，這種變化也不是不可逆的，至少特化至乳腺上皮細胞時還是如此。至于神經細胞、腦細胞的特化是不是不可逆的，也可用核移植的方法檢驗。不過可以預料，克隆神經細胞，難度肯定要高于乳腺上皮細胞。

 

　　話說到這里你一定能理解，為什么說克隆不是復制的同義詞了。提起復制，我們最熟悉的就是用復印機復印文件，通過復印得到的復制品與原件是完全一樣的。DNA的復制結果就是如此，所以復制用于DNA的合成是一個非常確切的術語。而克隆則是一個過程，克隆產生的個體還需進行胚胎發育和胎后發育，克隆個體與原本之間有一段年齡差異。由于發育過程既受基因主宰又受環境調控，而克隆與其原本盡管基因相同，所處環境卻絕不會相同，所以，克隆與其原本是不可能像復制品與原件那樣完全一樣的。再者，如果克隆個體是由核移植產生的，那么，由于重建細胞的細胞質并非來自原本，而我們知道細胞質中也有遺傳物質，它們必然會對個體產生影響，所以，更不能把克隆個體看成是原本的復制品。

 

　　克隆個體可以看成是原本的再生，但不是原本的復活。因為：i.克隆個體和原本可以同時存在，ii.盡管從遺傳結構上看克隆個體和原本是姐妹（兄弟）關系，但從年齡上看它們卻是親子關系。無性繁殖的生物仍然有"代"的概念，克隆個體也應有"代"的概念。而且，克隆個體的代間界限也是很容易劃分的。由原本的體細胞產生的克隆個體是第1代，克隆個體成為成體后從其體細胞再克隆，即可得到第2代克隆個體。理論上講，正如無性繁殖可以一代接一代地傳下去一樣，克隆個體的代數也是無止境的。只不過克隆不是自然進行的繁殖，而是人為操作，是否有必要一代代克隆下去值得懷疑。如果沒有理論或實際上的意義，可能不會有人愿意做多代克隆的工作。