克隆羊多莉活了多久(解读克隆羊多莉的一生)

 2023-01-23 08:03:16    34  

1996年7月25日是个值得纪念的日子,因为历史上第一种高等生物-羊被成功克隆,到现在25年过去了,尽管在iPS干细胞处理技术上比以前有了长足的进步,但似乎很少再有人提起克隆个词,似乎已经渐渐被淡忘!

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克隆技术和克隆羊的诞生

克隆的技术听起来很难,但技术原理非常简单,即将一个卵细胞的细胞核去除,然后植入另一只动物的细胞核,从理论上说,这个卵细胞将会分裂发育,但发育后的形体将是另一只动物特征,因为被植入的那个细胞核,携带的将是另一只动物的完整DNA信息!

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是不是非常完美?但在这个克隆的路上会遭遇一个非常难的问题,人类体细胞已经严重分化,比如上皮细胞,肌肉和脂肪细胞和各脏器细胞等等,从理论上说这些都是“全息投影”携带了所有DNA信息,但它们即使分裂也只能长出皮肤或者肌肉或者脂肪!

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如何让这个细胞核恢复到最初的干细胞状态,就像胚胎刚产生那样,可以根据指令分化发育成身体的各个器官,PPL Therapeutics生物技术公司的学者维尔穆特的研究小组成员坎贝尔考虑到可以使用一种“饥饿”技术让细胞再次开启这个分裂的功能。

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研究团队提取了母羊的乳腺细胞(尽管也可以使用胚胎提取的干细胞克隆,但那样就失去了克隆的意义),经过培养与“饥饿”处理后,将其植入未受精、去除了细胞核的卵细胞内,用电流刺激让其融合,最后组合成了一个含有提供乳腺细胞母羊DNA的卵细胞,然后在试验环境下分裂生长到一定程度后,植入了代孕母羊的体内!

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此后的生长发育以及生产就和普通羊没有差别了,不过当时可不只是一个案例,研究小组总共实施了277个胚胎实验,只是多莉成功了而已,成功率是相当低的,乳腺细胞多的是,但277个卵细胞,对于羊这种动物来说,还算是比较容易找的。

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克隆羊多莉“英年早逝”

多莉于1996年7月5日诞生,不过团队到了1997年2月22日才对外公布,此后就是轰动,因为第一次对羊这种高等哺乳动物克隆,而且成功了,尽管是1/277,但结果最重要,多本科学杂志都将多莉的诞生评选为1997年度最重要的科学突破。

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不过好景不长,2003年2月14日,多莉就因为肺病和关节炎死亡,从诞生到死亡只有短短7年,而一只像多莉那样的绵羊的正常寿命是12年以上,科学家猜测其有两个可能,意识克隆动物的寿命从母体年龄开始算起,因为干细胞处理技术无法改变端粒控制的细胞分裂次数。

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端粒随着年龄增长逐渐损失

假设多莉的克隆的母体细胞能分裂10次,在它分裂5次时细胞被取出克隆,那么端粒只能分裂5次,次数一到,细胞不再分裂,肌体老化却没有新细胞更新,那么克隆个体就会迅速进入衰老状态。

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也有科学家认为是克隆技术改善可以改变克隆动物的寿命,但科学界普遍倾向于端粒影响克隆体寿命的问题,这也是人类理论寿命难以提升的重要原因。

克隆人?有可能吗?

2017年11月27,中国科学院上海神经科学研究所克隆成功难度更高的灵长类生物食蟹猴,自1996年以来包括牛、猫、狗、马、老鼠等全球共有23种哺乳类动物被成功克隆,但灵长类此前一直未能获得突破,所以食蟹猴被克隆猴,科学界普遍担心下一个克隆对象可能会是人类。

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关于克隆人,横亘在科学家面前的不只是技术,而是科学伦理道德的约束,从上世纪50年代开始,科学界就开始讨论现代科学技术及其应用的伦理问题,比如使用人类胚胎的克隆实验就被严格禁止。全球多国都有相关条款,当然也有很多发展中国家或者欠发达国家并无这方面的限制。

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也有可能会一些疯狂的科学家移民到这些国家进行相关研究工作,不过相信他们的所作所为会引起科学界的共同抵制,至少他们在需要学术交流时将不会存在这样的土壤。

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现代IPS干细胞突破方向

2019年7月26日,《Nature》有一篇新闻稿称“日本批准首项人类动物胚胎实验”,当然也有标题党解读为“日本批准人和动物杂交实验”!其实就是用重新编辑后的IPS干细胞植入动物胚胎,请注意是胚胎,而处理后的IPS干细胞会定向发育称该动物被人为编辑丢失掉的器官,比如日本开放的这项研究是胰脏。

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目的是让动物长出干细胞提供者DNA一致的器官,当然目的很简单,制造可移植的人类器官,并且不会有排异反应,这是一项非常完美的技术,只是很难突破,比如在此前的一项实验中,大鼠和小鼠的IPS干细胞培育就成功培育出了小鼠的胰脏,并且移植后让小鼠的胰腺功能恢复。

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但替换成人类IPS干细胞后,生长发育了28天,却没啥动静,连细胞都没分裂几个,这表示人类的IPS细胞发育可能需要更好的技术或者一个与人类更接近的环境,但放眼全球,现代医学最发达的国家中,没有一个是不限制人和动物胚胎研究的。

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所以技术虽好,但要实现仍然需要很远的要走。

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