極限克隆

倪　云

當(dāng)今，生物克隆技術(shù)已不是什么新鮮事物了。但是，如果克隆一只已經(jīng)冷凍長達(dá)16年的動(dòng)物，那無疑會(huì)對(duì)人類能否克隆地球上早已滅絕的諸如猛犸象、恐龍等生物群體帶來了曙光。

一位日本生物學(xué)家及其領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，憑借堅(jiān)定的意志和過硬的技術(shù)，成功地克隆了死于16年前的一只老鼠。這一科學(xué)創(chuàng)舉重新界定了極限克隆的范圍。

日本神戶發(fā)育生物學(xué)研究中心的實(shí)驗(yàn)室里，一只由老鼠尸體克隆而來的小東西在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上活蹦亂跳。早在16年前，一只死去的老鼠被冷凍起來，接下來的16年中，它的尸體一直被保存在研究中心冷：東柜的一個(gè)紙盒中，周遭溫度為-20℃。醫(yī)學(xué)研究人員一直渴望實(shí)現(xiàn)科學(xué)上的一項(xiàng)創(chuàng)舉：對(duì)經(jīng)過冷凍的尸體進(jìn)行克隆。16年后，研究小組找到了它。

這個(gè)研究小組早在1998年，便以利用多利羊的克隆方法成功克隆老鼠而聲名遠(yuǎn)播，如今更是作為“極限克隆者”而留名克隆史。而且，研究小組的這一成就還推翻了曾經(jīng)的一些定論，其中最令人深信不疑的就是克隆冷凍尸體的不可行性，特別是在未采取任何特別措施對(duì)細(xì)胞進(jìn)行保護(hù)的情況下。這項(xiàng)研究還在不知不覺中重新激發(fā)了一些奇思妙想。例如我們是否能重新目睹那些早已消失的巨大物種如猛犸象、恐龍?斥巨資在專門的公司利用致冷技術(shù)保存猛犸象尸體是否還有必要?即使這些異想天開的想法在技術(shù)或倫理層面上暫無實(shí)現(xiàn)可能，但這項(xiàng)克隆冷凍尸體的技術(shù)的確開啟了科學(xué)未知領(lǐng)域的大門。

找不到完好的細(xì)胞

早先科學(xué)家們普遍認(rèn)為，細(xì)胞在冷凍時(shí)形成的冰結(jié)晶會(huì)撕裂細(xì)胞膜和脆弱的細(xì)胞內(nèi)部構(gòu)成。在解凍時(shí)，細(xì)胞全部破裂，生物物質(zhì)也就無法使用?？寺〖夹g(shù)遵循的原理很簡(jiǎn)單，將供體的細(xì)胞核植入一個(gè)不含細(xì)胞核的卵細(xì)胞，但要求生物物質(zhì)必須處于很完美的狀態(tài)。冷凍保護(hù)劑可以阻止冰結(jié)晶的形成，常用在體外受精實(shí)驗(yàn)室中，用以保護(hù)冷凍的精子和胚胎。但是研究小組并不滿足于克隆一只經(jīng)過冷凍保護(hù)的老鼠，他們的目標(biāo)是克隆一只“天然”冷凍鼠!

為了測(cè)試這一想法的可行性，研究小組利用了一只在冷凍柜里存放了16年的普通老鼠。不出所料，收集到的細(xì)胞組織已經(jīng)被破壞，沒有一個(gè)細(xì)胞存活，甚至沒有一個(gè)完好無損。在傳統(tǒng)的克隆技術(shù)中，人們一般是使去除了細(xì)胞核的卵細(xì)胞與供體細(xì)胞的細(xì)胞膜通過弱電流相結(jié)合，但這次這種方法行不通。于是研究小組選擇了另一種方法，即將供體細(xì)胞核直接注射進(jìn)卵細(xì)胞內(nèi)。為了提高成功的概率，細(xì)胞所處的操作環(huán)境要比通常情況下溫和一些，而且吸管的直徑也要更大一些，為的是避免進(jìn)一步損壞殘存物質(zhì)。研究小組從不同的維織諸如大腦、血液等提取了大量細(xì)胞，進(jìn)行多方位的嘗試。

懸念之一，這些胚胎能發(fā)育長大嗎?答案是肯定的，而且如果被克隆的細(xì)胞核取自腦組織，效果會(huì)更好。這算得上是一個(gè)很大的驚喜，因?yàn)榇竽X被認(rèn)為是最難克隆的組織。研究小組至今仍對(duì)此感到驚訝。唯一的解釋是，腦細(xì)胞中通常富含葡萄糖，而糖類是天然的冷凍保護(hù)劑。然而，盡管有了完美的開始，卻沒有一個(gè)胚胎堅(jiān)持到了最后。

研究小組于是開始了對(duì)“間接克隆”的探索。他們從這些發(fā)育不完全的胚胎中提取細(xì)胞進(jìn)行培植，從而得到胚胎干細(xì)胞。然后以此為基礎(chǔ)進(jìn)行克隆。這一次，成功如約而至。13只克隆老鼠誕生了!

這項(xiàng)研究所取得的成果讓生物學(xué)界一片嘩然。染色體怎么能夠如此順利地茁壯成長?因?yàn)楸砻嫔峡雌饋?，無論是細(xì)胞還是細(xì)胞核都無需完整，起決定作用的是DNA分子。在無任何保護(hù)的情況下，它經(jīng)受住了冷凍柜里的低溫。

因此，克隆封存在西伯利亞永久凍土里的猛犸象似乎突然不那么遙遠(yuǎn)了，出現(xiàn)這樣的想法也不稀奇。但在這樣做之前，必須先要找到完好無損的DNA。

然而，雖然猛犸象的基因組排序已幾乎完成，但那是基于一些樣本，研究人員分析的并不是一個(gè)完整的DNA分子。當(dāng)然，永久凍土里也可能隱藏著巨大的驚喜。但即使找到了DNA分子，也必須利用能夠與猛犸象胚胎發(fā)育相容的卵細(xì)胞。不過，這樣看來大象的卵細(xì)胞應(yīng)該是最適合的，但要得到數(shù)以千計(jì)的樣本卻絕非易事，而幾千個(gè)樣本是這項(xiàng)復(fù)雜的生物操作想要成功所必備的最低數(shù)量。

冷凍為了克隆

這樣看來，對(duì)于那些選擇低溫保存、希望有朝一日能重獲新生的人而言，克隆方法是否會(huì)有效呢?很難講。人類克隆迄今從未取得過成功，即使用來克隆的細(xì)胞很“新鮮”。而克隆出來的孩子也不會(huì)是“母版”的完美復(fù)制，更何況他們的出生是被國際倫理法律所禁止的。

但這并不意味著日本研究小組的成果無法獲得實(shí)際應(yīng)用。在被冷凍保存的老鼠中，有一部分是發(fā)生了基因突變因而在擁有繁殖能力之前就已不幸死亡的個(gè)體。我們的成功為它們提供了再生的機(jī)會(huì)?？茖W(xué)界看重這項(xiàng)技術(shù)主要是在保護(hù)瀕危物種上的應(yīng)用。在自然界中，假如你碰到了一具正瀕臨滅絕的動(dòng)物的尸體，可以提取它的組織，卻未必有冷凍保護(hù)的條件，但日本研究小組的成功也許在今后可以幫助它們把后代留下來。