动物克隆繁殖的发展过程

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分类: 生物学史与学家 |
克隆是英文clone的音译,克隆当动词用时指人工诱导的无性生殖方式,当名词用时是指通过无性繁殖产生许多相似的后代,即无性繁殖系。
动物界,特别是高等动物自然情况下都不进行无性生殖。科学家们一直在探索是否可能克隆动物,即不通过正常的雌雄生殖细胞的结合,由不同的动物细胞以无性生殖方式长成新一代的个体。
早在本世纪50年代,美国的科学家以两栖动物和鱼类作研究对象,首创了细胞核移植技术,他们研究细胞发育分化的潜能问题,细胞质和细胞核的相互作用问题。
研究的第一阶段:卵细胞培养成成体
1951 ~ 1959 年,我国著名细胞生物学家朱冼等,用直径 10 ~ 13um 的玻璃针刺激去卵膜的蟾蜍卵细胞,在世界上首次培养出 25 只蟾蜍成体,即没有父亲的癞蛤蟆。它们最长的可活 8 个月。
研究的第二阶段:用早期胚胎细胞进行克隆
早在上世纪末杜里舒用棘皮动物海胆的受精卵做实验,发现当海胆的受精卵分裂为2个或4个细胞时,如用震荡的方法将细胞摇散,每个细胞都能发育成完整的海胆。
70多年前,斯培曼以及而后罗伯特贝林格、汤姆斯金,把各个发育阶段的蛙胚细胞的核取出来,移植到去核的蛙的受精卵中,看是否能开始分裂并完成发育,结果证明蛙胚发育到囊胚期时,每个细胞的核若移植到去核的未受精卵中,都能启动这个蛙卵进行正常发育。
1986年英国科学家魏拉德森首次把胚胎细胞利用细胞核移植法克隆出一只羊,以后又有人相继克隆出牛、羊、鼠、兔、猴等动物。
在我国,用胚胎细胞克隆哺乳动物, 80 年代末已克隆出免; 1991 年西北农业大学和江苏农学院克隆出羊; 1993 年中国科学院发育研究所与扬州大学农学院克隆出山羊; 1995 年华南师大和广西农业大学克隆出牛。此外,湖南医学院还克隆出鼠。
研究的第三阶段:用动物的一般体细胞进行克隆
每个动物细胞,包括体细胞都具有该物种的全套基因是不容怀疑的,但从体细胞直接培养成动物成体至今尚未成功。为了证明动物细胞也具有全能性,生物学家进行了大量的细胞核移植试验。
1.低等动物的克隆
1939 年,科学家首次在变形虫中进行核移植试验。他们将核移到同种去核变形虫中,结果重组的变形虫可生长,并繁殖后代。
2.两栖类动物的克隆
50年代戈登在南非爪蛙身上做实验,他取出南非爪蟾的蝌蚪已分化的小肠上皮细胞的细胞核,注入到用紫外线辐射破坏了核的同种动物的未受精卵中,大多数都发育为南非爪蟾,它们构成了南非爪蟾的无性繁殖系。
3.鱼类动物的克隆
1963 年起,我国著名生物学家童第周等进行了大量的鱼类核移植试验。其中 1980 年,他们将鲤鱼囊胚期细胞核作供体核,鲫鱼的未受精去核成熟卵细胞作受体质, 2.7% 的移核卵发育到成鱼。鲤鲫移核鱼的主要性状与鲤鱼相同,但脊椎骨的数目与鲫鱼相同,而侧鳞的数目介于这两种鱼之间。这种细胞工程鱼生长速度比鲤鱼快 22% ,现已在生产上大面积推广。
4.哺乳动物的克隆
用胚胎细胞以外的体细胞克隆出哺乳动物,则是由英国科学家维尔穆特开创的。
1996英国维尔穆特(I. Wilmut)等用成年绵羊已分化的体细胞克隆出“多莉”羊。于1997年2月宣布,引起世界轰动。克隆羊“多莉”的培育是在前人工作的基础上进行的,它的诞生说明哺乳动物已分化的体细胞,仍具有全能性,只要找到适合的方法,可以恢复其发育的潜能,用于无性繁殖。