一、克隆的早期研討
克隆一詞是英文單詞clone的音譯，作為名詞，c1one通常被意譯為無性繁衍系。同一克隆內一切成員的遺傳構成是完整相同的，例外僅見于有突變發作時。自然界早已存在自然植物、動物和微生物的克隆，例如：同卵雙胞胎實踐上就是一種克隆。但是，自然的哺乳動物克隆的發作率極低，成員數目太少（普通為兩個），且缺乏目的性，所以很少可以被用來為人類造福，因而，人們開端探究用人工的辦法來消費高等動物克隆。這樣，克隆一詞就開端被用作動詞，指人工培育克隆動物這一動作。
目前，消費哺乳動物克隆的辦法主要有胚胎分割和細胞核移植兩種。克隆羊“多莉”，以及其后各國科學家培育的各種克隆動物，采用的都是細胞核移植技術。所謂細胞核移植，是指將不同發育時期的胚胎或成體動物的細胞核，經顯微手術和細胞交融辦法移植到去核卵母細胞中，重新組成胚胎并使之發育成熟的過程。與胚胎分割技術不同，細胞核移植技術，特別是細胞核連續移植技術能夠產生無限個遺傳相同的個體。由于細胞核移植是產生克隆動物的有效辦法，故人們常常把它稱為動物克隆技術。
采用細胞核移植技術克隆動物的想象，最初由漢斯·施佩曼在1938年提出，他稱之為“奇特的實驗”，即從發育到后期的胚胎（成熟或未成熟的胚胎均可）中取出細胞核，將其移植到一個卵子中。這一想象是如今克隆動物的根本途徑。
從1952年起，科學家們首先采用青蛙展開細胞核移植克隆實驗，先后取得了蝌蚪和成體蛙。1963年，我國童第周教授指導的科研組，首先以金魚等為資料，研討了魚類胚胎細胞核移植技術，取得勝利。
哺乳動物胚胎細胞核移植研討的最初成果在1981年獲得——卡爾·伊爾門澤和彼得·霍佩用鼠胚胎細胞培育動身育正常的小鼠。1984年，施特恩·維拉德森用取自羊的未成熟胚胎細胞克隆出一只活產羊，其別人后來應用牛、豬、山羊、兔和獼猴等各種動物對他采用的實驗辦法停止了反復實驗。1989年，維拉德森取得連續移核二代的克隆牛。1994年，尼爾·菲爾斯特用發育到至少有120個細胞的晚期胚胎克隆牛。到1995年，在主要的哺乳動物中，胚胎細胞核移植都取得勝利，包括冷凍和體外消費的胚胎；對胚胎干細胞或成體干細胞的核移植實驗，也都做了嘗試。但到1995年為止，成體動物已分化細胞核移植不斷未能獲得勝利。
二、克隆羊“多莉”的意義和惹起的反響
以上事實闡明，在1997年2月英國羅斯林研討所維爾穆特博士科研組發布體細胞克隆羊“多莉”培育勝利之前，胚胎細胞核移植技術曾經有了很大的開展。實踐上，“多莉”的克隆在核移植技術上因循了胚胎細胞核移植的全部過程，但這并不能減低“多莉”的嚴重意義，由于它是世界上第一例經體細胞核移植出生的動物，是克隆技術范疇研討的宏大打破。這一宏大停頓意味著：在理論上證明了，同植物細胞一樣，分化了的動物細胞核也具有全能性，在分化過程中細胞核中的遺傳物質沒有不可逆變化；在理論上證明了，應用體細胞停止動物克隆的技術是可行的，將有無數相同的細胞可用來作為供體停止核移植，并且在與卵細胞相交融前可對這些供體細胞停止一系列復雜的遺傳操作，從而為大范圍復制動物優秀種類和消費轉基因動物提供了有效辦法。
在理論上，應用同樣辦法，人能夠復制“克隆人”，這意味著以往科幻小說中的專制狂人克隆本人的想法是完整能夠完成的。因而，“多莉”的降生在世界各國科學界、政界乃至宗教界都惹起了激烈反響，并引發了一場由克隆人所衍生的道德問題的討論。各國政府有關人士、民間紛繁作出反響：克隆人類有悖于倫理道德。雖然如此，克隆技術的宏大理論意義和適用價值促使科學家們加快了研討的步伐，從而使動物克隆技術的研討與開發進入一個高潮。
三、近3年來克隆研討的重要成果
克隆羊“多莉”的降生在全世界掀起了克隆研討熱潮，隨后，有關克隆動物的報道接連不時。1997年3月，即“多莉”降生后1個月，美國、中國臺灣和澳大利亞科學家分別發表了他們勝利克隆猴子、豬和牛的音訊。不過，他們都是采用胚胎細胞停止克隆，其意義不能與“多莉”相比。同年7月，羅斯林研討所和PPL公司宣布用基因改造過的胎兒成纖維細胞克隆出世界上第一頭帶有人類基因的轉基因綿羊“波莉”（Polly）。這一成果顯現了克隆技術在培育轉基因動物方面的宏大應用價值。
1998年7月，美國夏威夷大學Wakayama等報道，由小鼠卵丘細胞克隆了27只成活小鼠，其中7只是由克隆小鼠再次克隆的后代，這是繼“多莉”以后的第二批哺乳動物體細胞核移植后代。此外，Wakayama等人采用了與“多莉”不同的、新的、相對簡單的且勝利率較高的克隆技術，這一技術以該大學所在地而命名為“檀香山技術”。
爾后，美國、法國、荷蘭和韓國等國科學家也相繼報道了體細胞克隆牛勝利的音訊；日本科學家的研討熱情尤為驚人，1998年7月至1999年4月，東京農業大學、近畿大學、牲畜改進事業團、中央（石川縣、大分縣和鹿兒島縣等）牲畜實驗場以及民間企業（如日本最大的奶商品公司雪印乳業等）紛繁報道了，他們采用牛耳部、臀部肌肉、卵丘細胞以及初乳中提取的乳腺細胞克隆牛的成果。至1999年底，全世界已有6品種型細胞——胎兒成纖維細胞、乳腺細胞、卵丘細胞、輸卵管／子宮上皮細胞、肌肉細胞和耳部皮膚細胞的體細胞克隆后代勝利降生。
2000年6月，中國西北農林科技大學應用成年山羊體細胞克隆出兩只“克隆羊”，但其中一只因呼吸系統發育不良而早夭。據引見，所采用的克隆技術為該研討組本人研討所得，與克隆“多莉”的技術完整不同，這標明我國科學家也控制了體細胞克隆的尖端技術。
在不同種間停止細胞核移植實驗也獲得了一些可喜成果，1998年1月，美國威斯康星一麥迪遜大學的科學家們以牛的卵子為受體，勝利克隆出豬、牛、羊、鼠和獼猴五種哺乳動物的胚胎，這一研討結果標明，某個物種的未受精卵能夠同取自多種動物的成熟細胞核相分離。固然這些胚胎都流產了，但它對異種克隆的可能性作了有益的嘗試。1999年，美國科學家用牛卵子克隆出珍稀動物盤羊的胚胎；我國科學家也用兔卵子克隆了大熊貓的早期胚胎，這些成果闡明克隆技術有可能成為維護和解救瀕危動物的一條新途徑。
四、克隆技術的應用前景
克隆技術已展現出寬廣的應用前景，概括起來大致有以下四個方面：（1）培育優秀畜種和消費實驗動物；（2）消費轉基因動物；（3）消費人胚胎干細胞用于細胞和組織替代療法；（4）復制瀕危的動物物種，保管和傳播動物物種資源。以下就消費轉基因動物和胚胎干細胞作扼要闡明。
轉基因動物研討是動物生物工程范疇中最誘人和最有開展前景的課題之一，轉基因動物可作為醫用器官移植的供體、作為生物反響器，以及用于牲畜遺傳改進、創立疾病實驗模型等。但目前轉基因動物的實踐應用并不多，除單一基因修飾的轉基因小鼠醫學模型較早得到應用外，轉基因動物乳腺生物反響器消費藥物蛋白的研討時間較長，已停止了10多年，但目前在全世界范圍內僅有2例藥品進入3期臨床實驗，5～6個藥品進入2期臨床實驗；而其農藝性狀發作改進、可資畜牧消費應用的轉基因牲畜品系至今沒有降生。轉基因動物制造效率低、定點整合艱難所招致的本錢過高和調控失靈，以及轉基因動物有性繁衍后代遺傳性狀呈現別離、難以堅持始祖的優秀勝狀，是限制當今轉基因動物適用化進程的主要緣由。
體細胞克隆的勝利為轉基因動物消費掀起一場新的反動，動物體細胞克隆技術為疾速放大轉基因動物所產生的種質創新效果提供了技術可能。采用煩瑣的體細胞轉染技術施行目的基因的轉移，能夠防止牲畜生殖細胞來源艱難和低效率。同時，采用轉基因體細胞系，能夠在實驗室條件下停止轉基因整合預檢和性別預選。在核移植前，先把目的外源基因和標志基因（如LagZ基因和新霉素抗生基因）的交融基因導入培育的體細胞中，再經過標志基因的表現來挑選轉基因陽性細胞及其克隆，然后把此陽性細胞的核移植到去核卵母細胞中，最后消費出的動物在理論上應是100％的陽性轉基因動物。采用此法，Schnieke等（Bio Report，1997）已勝利取得6只轉基因綿羊，其中3只帶有人凝血因子IX基因和標志基因（新霉素抗性基因），3只帶有標志基因，目的外源基因整合率高達50％。Cibelli（Science，1997）同樣應用核移植法取得3頭轉基因牛，證明了該法的有效性。由此能夠看出，當今動物克隆技術最重要的應用方向之一，就是高附加值轉基因克隆動物的研討開發。
胚胎干細胞（ES）是具有構成一切成年細胞類型潛力的全能干細胞。科學家們不斷試圖誘導各種干細胞定向分化為特定的組織類型，來替代那些受損的體內組織，比方把產生胰島素的細胞植入糖尿病患者體內。科學家們曾經可以使豬ES細胞轉變為跳動的心肌細胞，使人ES細胞生成神經細胞和間充質細胞和使小鼠ES細胞分化為內胚層細胞。這些結果為細胞和組織替代療法開拓了道路。目前，科學家已勝利別離到人ES細胞（Thomson等1998，Science），而體細胞克隆技術為消費患者本身的ES細胞提供了可能。把患者體細胞移植到去核卵母細胞中構成重組胚，把重組胚體外培育到囊胚，然后從囊胚內別離出ES細胞，取得的ES細胞使之定向分化為所需的特定細胞類型(如神經細胞，肌肉細胞和血細胞），用于替代療法。這種核移植法的最終目的是用于干細胞治療，而非得到克隆個體，科學家們稱之為“治療克隆”。
克隆技術在根底研討中的應用也是很有意義的，它為研討配子和胚胎發作，細胞和組織分化，基因表達調控，核質互作等機理提供了工具。
五、克隆技術存在的問題
雖然克隆技術有著普遍的應用前景，但離產業化尚有很大間隔。由于作為一個新興的研討范疇，克隆技術在理論和技術上都還很不成熟，在理論上，分化的體細胞克隆對遺傳物質重編（細胞核內一切或大局部基因關閉，細胞重新恢復全能性的過程）的機理還不分明；克隆動物能否會記住供體細胞的年齡，克隆動物的連續后代能否會累積突變基因，以及在克隆過程中胞質線粒體所起的遺傳作用等問題還沒有處理。
在理論中，克隆動物的勝利率還很低，維爾穆特研討組在培育“多莉“的實驗中，交融了277枚移植核的卵細胞，僅取得了“多莉”這一只成活羔羊，勝利率只要 0.36％，同時停止的胎兒成纖維細胞和胚胎細胞的克隆實驗的勝利率也分別只要1.7％和1.1％，即便是運用“檀香山”技術，以分化水平較低的卵丘細胞為核供體，其勝利率也只要百分之幾。
此外，生出的局部個體表現出生理或免疫缺限。以克隆牛為例，日本、法國等國培育的許多克隆牛在降生后兩個月內死去；到2000年2月，日本全國已共有 121頭體細胞克隆牛降生，但存活的只要64頭。察看結果標明，局部犢牛胎盤功用不完善，其血液中含氧量及生長因子的濃度都低于正常程度；有些牛犢的胸腺、脾和淋巴腺未得到正常發育；克隆動物胎兒普遍存在比普通動物發育快的傾向，這些都可能是死亡的緣由。
即便是正常發育的“多莉”，也被發現有早衰跡象。染色體的未端被稱為端粒，它決議著細胞可以團結的次數：每一次團結端粒都會縮短，而當端粒耗盡后細胞就失去了團結才能。1998年，科學家發現“多莉”的細胞端粒比正常的要短，即其細胞處于更衰老的狀態。當時以為，這可能是用成年綿羊的細胞克隆“多莉”形成的，使其細胞具有成年細胞的印記，但這一解釋目前遭到了應戰，美國馬薩諸塞州的醫生羅伯特·蘭扎等用培育的衰老細胞克隆牛，得到6頭小牛，出生5～10個月后發現這些克隆牛的端粒比普通同齡小牛要長，有的以至比普通重生小牛的端粒還長。如今還不分明這一現象的緣由，也不分明為何與“多莉“的狀況有宏大差異。但這一實驗闡明，在一些狀況下克隆過程能改動成熟細胞的分子鐘，使其“恢復青春”，關于這種變化對克隆動物壽命的影響，還有待于進一步察看。
除了以上的理論和技術障礙外，克隆技術（特別是在人胚胎方面的應用）對倫理道德的沖擊和公眾對此的激烈反響也限制了克隆技術的應用。但幾年來克隆技術的開展標明，世界各科技大國都不甘落后，誰也沒有放棄克隆技術研討。這一點上英國政府的態度十分具有代表性，在1997年2月底宣布中止對“多莉”研討小組投資后不到1個月，英國科技委員會就對克隆技術發表專題報告，標明英國政府將重新思索這一決議，以為自覺制止這方面的研討并不是明智之舉，關鍵在于樹立一定的標準應用它為人類造福。
摘自《世界農業》
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