中國驕傲丨復制重生！中國科學家再次讓全球矚目 體細胞克隆技術(shù)取得新突破

【導語】1996年誕生的克隆羊“多莉”讓大眾第一次熟悉克隆技術(shù)。20多年過去了，科學家利用體細胞核移植技術(shù)克隆出了許多其他哺乳動物：克隆牛和鼠誕生于1997年；基因和人類相似的獼猴在1999年成功克隆；克隆豬出現(xiàn)于2000年；此后，克隆兔子和馬在2003年成功；2009年，克隆駱駝在阿聯(lián)酋誕生。光在中國，克隆動物就有牛、犬、貓、猴等多個品種，近期研究人員還將它用到了良種奶?？焖俜庇希袊寺〖夹g(shù)在不斷探索中一直向前發(fā)展。

什么是克隆技術(shù)？

世界首只克隆羊“多莉”誕生于1996年。（圖源：路透社）

克隆是從英文clone音譯而來，意為無性繁殖，即用生物(動物和植物)自身生殖細胞或體細胞的DNA來復制繁衍后代，也即一種單性繁殖方式。廣義上的克隆我們在生活中經(jīng)常能夠遇到——仙人掌被切成幾塊后，每塊落地就生根；一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐莖，一年內(nèi)就能長出數(shù)百株草莓苗。這種通過生物自身的某一部分來繁衍后代的方式就叫做無性繁殖，也就是廣義上的克隆。

然而，大多數(shù)生物在今天形成了由兩性的性細胞(精子和卵子)互相交換DNA來繁衍后代的方式，自然生育形成的這種繁衍方式最重要的理由是，交換基因會將兩性的優(yōu)秀基因相加或相乘，因而后代更為健康和強大。因此，克隆在今天被視為人為的非主流的繁衍生命方式。

不過，克隆的科學意義也已得到2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的肯定，英國的約翰·戈登和日本的山中伸彌獲獎，他們的研究證明，成熟、特化的細胞可以被重新編程，變成身體的所有組織和生命。這意味著，即便動物或人因衰老而無法產(chǎn)生生殖細胞，甚至兩性生殖細胞無法交融，也可以通過獲取特化的成體細胞，如腸細胞、皮膚細胞等來重新孕育生命，實際上就是生命的逆轉(zhuǎn)，因為定性、定型的成熟細胞的DNA仍含有發(fā)育成一個生命所需的全部遺傳信息，也因此能重新孕育生命。

世界上第一只克隆哺乳動物“多莉”羊于1996年誕生于蘇格蘭更加證明克隆的意義，高級生命無需兩性生殖細胞交換基因也可繁衍后代。如今，“克隆”的含義早已不僅僅是“無性繁殖”，而是一種人工誘導的無性繁殖方式。人們利用生物技術(shù)由無性生殖產(chǎn)生與原個體有完全相同基因組織的后代，這一過程被稱為克隆。

中國克隆動物領(lǐng)先成就

世界首例體細胞克隆猴在中國誕生。（圖源：新華網(wǎng)）

早在1981年，中國科學院水生生物研究所科學家就用成年鯽魚的腎臟細胞克隆出一條魚，證明成年魚的體細胞也可去分化和再程序化，這比用成年體細胞克隆出的“多莉”羊早了15年。由于當時并未在國際上發(fā)表論文和公開報道，克隆魚默默誕生，沒有引起廣泛關(guān)注。

而現(xiàn)如今，中國的克隆技術(shù)在全球?qū)儆谙冗M水平，雖然美國、日本、韓國的克隆技術(shù)發(fā)展早，但近幾年中國對克隆技術(shù)進行了攻關(guān)，已有克隆牛、克隆犬、克隆貓等多個品種，此前還首次完成對非人類靈長類的克隆試驗，世界上很少有國家有這么多的克隆物種。

中國首批體細胞克隆奶牛在寧夏誕生

2023年1月31日，寧夏科技廳正式發(fā)布消息稱，春節(jié)前夕，3頭利用體細胞克隆技術(shù)復制的高產(chǎn)長壽奶牛在靈武市陸續(xù)出生。這是國內(nèi)首次采用體細胞克隆技術(shù)對現(xiàn)存群體中的百噸優(yōu)良個體進行種質(zhì)復原保存，并用于良種奶牛高效繁育，開啟了體細胞克隆技術(shù)在良種奶牛培育中擔當核心和關(guān)鍵角色的新紀元。

據(jù)了解，首批移植的120枚克隆胚初檢妊娠率達到42%， 200天以上在孕率達到17.5%。標志著該技術(shù)在實際應用中的進一步成熟，首次將克隆技術(shù)成功用于奶牛良種培育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，達到國際先進水平，是繼2022年10月奶?；铙w采卵-體外胚胎生產(chǎn)(OPU-IVP)技術(shù)應用取得成功之后，在奶牛良種繁育技術(shù)領(lǐng)域的又一重大突破。

中國首批體細胞克隆優(yōu)秀奶牛在寧夏誕生。（圖源：西北農(nóng)林科技大學）

世界首例體細胞克隆北極狼在中國誕生

2022年6月10日，一只全身黝黑的新生克隆北極狼于北京昌平區(qū)出生，它體重520克，體長22厘米。據(jù)了解，克隆北極狼的供體細胞來自于哈爾濱極地公園一只名為“瑪雅”的野生北極母狼的皮膚樣本。此后經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學院查詢確認，這只以北極狼的皮膚成纖維細胞作為供體細胞而克隆成功的北極狼，確為世界首例。

北極狼是冰河時期的幸存者，主要分布在北極地區(qū)，包括加拿大北部和格陵蘭北部。由于人類采伐樹木、環(huán)境污染以及偷獵，北極狼的種群數(shù)量和棲息地日漸減少。2012年，北極狼被列入世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)列入瀕危物種紅色名錄。專家認為，全球首例克隆北極狼的誕生是具有里程碑式的事件，對世界野生動物保護和瀕危物種恢復意義非凡。

世界首只克隆北極狼亮相哈爾濱極地公園。（圖源：人民網(wǎng)）

世界首只體細胞克隆猴在中國誕生

2018年1月24日，中國科學院舉行新聞發(fā)布會，宣布我國在國際上首次實現(xiàn)了非人靈長類動物的體細胞克?。?017年11月27日，世界上首只體細胞克隆猴“中中”在中科院神經(jīng)科學研究所、腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的非人靈長類平臺誕生;同年12月5日，第二只克隆猴“華華”誕生。兩只克隆猴均為雌性。

生物學國際頂尖學術(shù)期刊《細胞》以封面文章發(fā)表此項成果，并于2018年1月25日在線發(fā)表。這項由中國科學家獨立完成的成果，被譽為“世界生命科學領(lǐng)域的里程碑式突破”。該成果標志中國率先開啟了以體細胞克隆猴作為實驗動物模型的新時代，實現(xiàn)了我國在非人靈長類研究領(lǐng)域由國際“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。

圖為體細胞克隆猴“中中”和“華華”。（圖源：新華網(wǎng)）

世界首例基因編輯克隆犬在中國誕生

2017年7月5日，北京希諾谷生物科技有限公司對外宣布，經(jīng)公安部南昌警犬基地犬DNA實驗室鑒定，該公司培育的比格犬“龍龍”與世界首例基因編輯疾病模型犬“蘋果”同一認定幾率大于99.99%，與“代孕犬”排除親子關(guān)系，這證明了“龍龍”就是“蘋果”的克隆犬?！褒堼垺背蔀槲覈桌耆灾髋嘤捏w細胞克隆犬，也是世界首例基因編輯克隆犬。

“這標志著我國成為繼韓國之后，第二個獨立掌握犬體細胞克隆技術(shù)的國家?！敝袊茖W院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院賴良學研究員說。據(jù)介紹，克隆犬技術(shù)突破后，人們就可以根據(jù)自己的需要進行功能“定制”，如一次性培育出一批遺傳背景一致、年齡相近的實驗犬，用來研究疾病發(fā)生機理和驗證新藥療效；敲除或敲入犬的某個基因，讓犬嗅覺更靈敏、肌肉更發(fā)達，使其成為優(yōu)秀的警犬或搜救犬等工作犬。

克隆技術(shù)帶來更多可能性

中國首批體細胞克隆優(yōu)秀奶牛在寧夏誕生。（圖源：西北農(nóng)林科技大學）

事實上，自克隆羊“多莉”誕生之日起，圍繞克隆技術(shù)的倫理爭論就從未停止過。這項科研界的舉世突破，肯定人類克隆技術(shù)的進步，同時引發(fā)爭議，包括倫理道德和克隆人類的擔憂。科學研究鼓勵自由探索，但卻不能沒有科研倫理的規(guī)范。為了杜絕無視科學倫理道德的行為，我國還在制度層面作了專門規(guī)定。

據(jù)了解，我國的科研倫理審查制度肇始于上世紀90年代。當時，為適應生物科技的迅猛發(fā)展，國家對863計劃、973計劃和自然科學基金等項目在加大了資金投入力度的同時，根據(jù)國際項目的倫理評估要求成立了倫理審查委員會；  隨后，科技與衛(wèi)生管理部門開始重視倫理審查工作，持續(xù)加大科研和應用中的倫理審查與監(jiān)督力度。在此過程中形成了一系列科研倫理準則、規(guī)范和評價標準，倡導符合倫理規(guī)范的科研活動，約束甚至禁止不符合倫理規(guī)范的科研活動。

我國目前科研倫理規(guī)范主要有以下三個文件，分別是國家衛(wèi)生和計劃生育委員會于2016年10月發(fā)布的《涉及人的生物醫(yī)學研究倫理審查辦法》，原國家食品藥品監(jiān)督管理局于2003年6月發(fā)布的《藥物臨床試驗質(zhì)量管理規(guī)范(GCP)》以及2012年中國疾病預防控制中心發(fā)布的《關(guān)于非人靈長類動物實驗和國際合作項目中動物實驗的實驗動物福利倫理審查規(guī)定(試行)》。

除此之外，1998年6月，經(jīng)國務院同意，國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)施行《人類遺傳資源管理暫行辦法》；2001年5月，國務院還發(fā)布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》；2003年12月，科技部和原衛(wèi)生部聯(lián)合下發(fā)了《人胚胎干細胞研究倫理指導原則》，明確規(guī)定，禁止生殖性克隆人研究，允許開展胚胎干細胞和治療性克隆研究，但要遵循規(guī)范。

隨著科學技術(shù)的進步，基因和克隆技術(shù)也在不斷地發(fā)展。作為一種極具應用價值的生物技術(shù)，克隆技術(shù)在基礎(chǔ)生命科學、農(nóng)業(yè)科學研究與生產(chǎn)以及醫(yī)學等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。

在基礎(chǔ)生命科學方面，人們通過克隆技術(shù)實現(xiàn)在多種動物身上的基因研究，幫助清晰揭示基因功能和生命本質(zhì)。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，人們嘗試利用基因轉(zhuǎn)移技術(shù)培育出抗蟲、抗病、抗旱的植物。在醫(yī)學領(lǐng)域，克隆技術(shù)更是在人造器官，甚至異種器官移植等方面起著至關(guān)重要的作用。

展望未來，如果人們能夠?qū)⒖寺〖夹g(shù)引發(fā)的科學探索和倫理道德問題加以解決，同時更加合理地利用克隆技術(shù)，克隆技術(shù)將會在科學發(fā)展中贏得更多積極的關(guān)注。

(資料來源：新華網(wǎng)、人民網(wǎng)、央視新聞、中國日報、科技日報)