克隆簡介自從1997年2月23日國外新聞媒介報導(正式科學論文發表在1997年2月27日出版的《自然》雜志上)蘇格蘭科學家利用體細胞培養克隆羊成功的消息后，在全世界引起了一陣沖擊波，我國著名遺傳學家吳昊教授稱之為“克隆風暴”。對于一項科學成果，反響如此之廣泛和強烈，從新聞界、科學界，到哲學、倫理界，再到政府部門和立法機構，一直到廣大公眾，無不對克隆技術表示關注。究竟何謂克隆，該項技術有何價值和意義，以及如何面對“克隆時代”，都成為人們討論的焦點。

一、克隆的概念

眾所周知，生物的繁衍是通過生殖完成的。生物的繁殖有兩種方式：一種叫有性生殖，一種叫無性生殖。

有性生殖是通過兩性生殖細胞(精子和卵子)的融合，并發育形成后代的生殖方式。無性生殖則不經過兩性生殖細胞的結合，而是由生物體自身的分裂生殖或其體細胞生長發育形成個體。無性生殖多見于植物與某些動物(如單細胞動物與低等動物)。

克隆是英文“clone”的音譯，來自希臘文klon，原意為苗或嫩枝，指以無性生殖或營養生殖的一些植物。隨著時間的推移和科學的發展，它的含義增加了許多內容，如一個細胞在體外培養下產生的一群細胞；由“親本”序列產生的DNA序列等等。概言之，克隆是指由一個細胞或個體，通過無性繁殖手段，獲得遺傳上相同的細胞群或個體群。

我國古典名著《西游記》里的孫悟空，只要拔撮毫毛吹口仙氣，就能“變”出許多孫悟空。因為拔一撮毫毛必須帶下一群細胞，這一群細胞就能培養出一群相同的孫大圣。這也歸屬于無性生殖。只不過孫大圣本領高強，能在瞬間“克隆”出千百個自己而已。簡而言之，克隆就是無性生殖，就是“復制”、“翻版”。

二、植物的克隆

無性生殖(克隆)本來是一種低級的生殖方式。生物進化的層次越低，越有可能采取這種生殖方式，進化層次越高，則越不可能采取這種生殖方式。由于低級生物，如微生物，采取自行分裂的方法繁殖，分裂后子代與親代的遺傳物質完全一樣，因此在這個意義上微生物沒有“個體”，它們也沒有死亡。雖然在嚴格的意義上，微生物的親代與子代仍然會有若干差異，因為它們的外界營養環境仍然會有差異，但從高等動物的角度看，這種差異似乎太微不足道了。在這種差異可以不計的條件下，人們可以說，對微生物來說，它們是不死的。死亡是生物進化到較高階段的產物。現在生物醫學研究中用克隆技術在體外培養的正常細胞或癌細胞，也稱為“永生細胞株”，意思也是說這些細胞是“不死的”。

生物醫學研究進入微觀層次，運用克隆技術來培養正常或異常細胞的永生細胞株，雖然是一件難度很大的工作，但已經在各國的科學界和醫學界越來越得到重視。在農業上，人們早已用插枝、壓條等方法，來繁殖適合于人類需要的植物。在畜牧業上，各國都在進行用克隆技術產生更多良種動物的研究。但從高等生物成體的體細胞中發育出一個成體，這是克隆技術的一個重大發展。

早在許多年前，美國康奈爾大學研究人員將成熟的胡蘿卜高速攪拌，獲得單個胡蘿卜細胞，然后將這些單個細胞置于生長培養基中，培養出遺傳上完全一樣的胡蘿卜。這個試驗證實了植物細胞全能性學說。所謂植物細胞全能性學說是指植物體的每一個細胞，包括體細胞，都具有發育成完整個體的潛能。

植物細胞全能性學說在植物界已經得到廣泛的證明。現在我們可以植物體的任何一種活的細胞、組織、器官，經過體外人工培養獲得它的完整植株，并產生許多植物。這種技術被稱為組織培養。它已用于工廠化生產花卉、作物(如甘蔗)的試管苗。

三、動物克隆的歷程

關于動物的無性生殖研究，一直是科學家探索的課題。因為人類通過有性生殖的方法，選育家畜品種已有上千年的歷史，結果是產生了一些優良的個體或群體。它們比一般的個體更能滿足人們的需要和愿望。譬如，一頭產奶量特別高的奶牛，一群毛產量多的綿羊，一匹得獎的賽馬或一只優秀的警犬。可是，有性生殖的后代，其性能不一定都同親代一樣，有的甚至不如親代。究其原因，因為卵子或精子只攜帶構成親代的、任意一半的等位基因，而等位基因幾乎可以有無限的組合，因而會產生不同的后代。兄弟、姊妹、兄妹、姊弟之間都有很大的差異，便是因為極難有完全相同的基因型。

所以通過有性生殖保持一種表現型是非常困難的。如果獲得一種理想的表現型如產奶量高的奶牛，再通過無性生殖保持、擴大和繁殖這種表現型，即生產許多遺傳上相同的個體，從經濟角度講顯然是很有價值的。

⒈卵細胞培養成成體

1951～1959年，我國著名細胞生物學家朱冼等，用直徑10～13um的玻璃針刺激去卵膜的蟾蜍卵細胞，在世界上首次培養出25只蟾蜍成體，即沒有父親的癩蛤蟆。它們最長的可活8個月。

在上述試驗中用的是生殖細胞。體細胞能否通過培養獲得動物體呢？即植物細胞具有的全能性，動物細胞是否也具有？每個動物細胞，包括體細胞都具有該物種的全套基因是不容懷疑的，但從體細胞直接培養成動物成體至今尚未成功。為了證明動物細胞也具有全能性，生物學家進行了大量的細胞核移植試驗。

⒉細胞核移植試驗

1939年，科學家首次在變形蟲中進行核移植試驗。他們將核移到同種去核變形蟲中，結果重組的變形蟲可生長，并繁殖后代。

1963年起，我國著名生物學家童第周等進行了大量的魚類核移植試驗。其中1980年，他們將鯉魚囊胚期細胞核作供體核，鯽魚的未受精去核成熟卵細胞作受體質，%的移核卵發育到成魚。鯉鯽移核魚的主要性狀與鯉魚相同，但脊椎骨的數目與鯽魚相同，而側鱗的數目介于這兩種魚之間。這種細胞工程魚生長速度比鯉魚快22%，現已在生產上大面積推廣。

1966年，科學家用兩棲類非洲爪蟾進行核移植試驗。他們將蝌蚪的腸細胞的細胞核移入去核的卵細胞中，結果有%的重組細胞發育成體。他們的試驗第一次證明了動物的體細胞也具有全能性，但在哺乳動物體細胞中尚未證明。

⒊用胚胎細胞克隆哺乳動物

1986年，英國科學家用綿羊的8細胞胚胎細胞(在8細胞胚胎之前的細胞才能表現全能性)做供核細胞，羊的卵細胞做供質細胞，結果重組細胞能發育成羊成體，此后又相繼用胚胎細胞克隆出牛、鼠、兔、猴等動物。應該指出的是，該試驗并非復制雄性或雌性綿羊，而是復制它們的后代，因此試驗還存在一定的不足或缺陷。

在我國，用胚胎細胞克隆哺乳動物，80年代末已克隆出免；1991年西北農業大學和江蘇農學院克隆出羊；1993年中國科學院發育研究所與揚州大學農學院克隆出山羊；1995年華南師大和廣西農業大學克隆出牛。此外，湖南醫學院還克隆出鼠。但是，用胚胎細胞以外的體細胞克隆出哺乳動物，則是由英國科學家維爾穆特開創的。

四、“多莉”的誕生

“多莉”是世界上第一例用體細胞──乳腺上皮細胞，通過細胞核移植技術，在復雜的人工操作下，得到的一只小綿羊。其操作過程是這樣的：

⒈從蘇格蘭黑臉母羊(甲羊)取出卵子，并把卵子的遺傳物質吸去，成為只有細胞質的卵子。

⒉從妊娠后期3個月的母羊(乙羊)取出乳腺上皮細胞，在體外傳代培養3─6代，并用藥物處理控制細胞發育使之處于休止期。這是非常關鍵的一步。然后取休止期的細胞作為供體細胞。

⒊將一個供體細胞導入上述卵子的透明帶內腔。然后用電脈沖刺激，使供體細胞和卵子融合，形成重構卵。

⒋把重構卵移植到黑臉母羊(羊丙)的輸卵管里，此前將丙羊的輸卵管結扎，使胚胎不能進入子宮。丙羊起到活體培養胚胎的作用，稱為中間受體。

⒌重構卵移入丙羊輸卵管內6天后，從輸卵管沖出胚胎，挑選正常發育到桑椹期和囊胚期的胚胎。

⒍將1─3個桑椹胚或囊胚，移植到蘇格蘭黑臉羊(丁羊)的子宮內。胚胎移植到子宮后,繼續發育,最后生出“多莉”。這只母羊稱為“代母”。

此項用了約434個卵子,獲得277個重構卵,移植到中間受體6天后，沖出247個胚胎,其中發育到桑椹胚和囊胚的29個%)。把29個胚胎移植給13只代母，最后生出1只“多莉”,產羔率僅為%。若以重構卵數計算,產羔率低于4‰。可見這一技術有待于完善。另外需要說明的是，克隆綿羊技術并沒有做到完全復制，去核卵細胞的細胞質也會含有少量遺傳物質，它對胚胎發育也能起重要甚至是決定性的作用。生物的遺傳是細胞核和細胞質共同作用的結果。細胞質基因也是DNA片段,其載體主要是一些細胞器，如質體、線粒體等。細胞質基因在一定程度上是獨立的，一般不受核基因的干擾。與核基因相比盡管細胞核含有%的遺傳信息，但個體的性狀表達仍然會受到卵細胞質的影響。因此，從理論上分析，“多莉”羊還不是完全復制品。由于“多莉”只是孤單的一個，所以有人認為，說“多莉”是一克隆動物，并不準確。雖然目前只獲得1只“多莉”，但它是令世人矚目的重大科學成就。

五、克隆技術的意義及經濟價值

波瀾壯闊的人類歷史在很大程度上是由技術推動發展的：金屬制造和改良的農業使文明脫離了石器時代；19世紀的工業革命又導致了大機器和大城市的興起；到了20世紀，物理學戴上了王冠。物理學家們劈開原子，揭示了相對論和量子理論的奇妙世界，還開發利用了小小的硅片。他們通過原子彈、晶體管、激光和微型集成電路改變了世界。現在，許多專家相信，人類已經做好了用新的科技發展浪潮迎接未來的準備。正如1996年諾貝爾獎獲得者、美國賴斯大學的化學家羅伯特·柯爾所說：“現在是物理學和化學的世紀，但下世紀顯然將是生物學的世紀。”許多科學家認為，以克隆綿羊“多莉”誕生為標志，生物學世紀已經提前到來。

克隆技術的突破，引起世人的震驚。人們擔心的是人類的自我復制，而往往忽視了其他方面的應用和意義。其實，它在基礎生命科學、醫學、家業科學研究與生產中，具有重大的理論價值和廣泛的應用前景，并存在著巨大的潛在經濟效益。在未來的5～20年，將逐步形成和引起一場世界范圍內新的生物技術產業革命。

⒈在基礎生命科學方面，由以往進行基因功能研究主要在小鼠等少數動物身上進行到現在在多種動物身上均可得到實現，這有利于更加清晰地揭示基因功能和生命的本質；提供研究哺乳動物細胞發育全能性及核質關系最有效的手段之一；還可以克隆各種瀕危動物，如國寶大熊貓、金絲猴甚至白鰭豚等。

⒉在醫學科學方面，可以為醫學科學研究提供核基因型完全一致的實驗動物，這有利于醫學家研究目前尚未找到有效治療方法的疾病，并揭示發病機制；對其進行去分化機制的研究，有助于抗衰老及其機制的研究。

⒊在農業科學方面，可快速培育和擴繁抗病力強、生產性能高的優良動物；可以研究動物的發病機理，尋求新的有效治療藥物。

六、如何迎接“克隆時代”的挑戰

克隆技術的成功，標志著“復制”哺乳動物的最后技術障礙已被突破。隨之而來，在理論上復制人類已成為可能。所以，克隆技術不僅給我們帶來了益處，也向人類提出了嚴峻的挑戰。這一技術一旦應用于人類，將會對人類社會產生極其嚴重的后果。

⒈人類從有性生殖回到了無性生殖，無疑是一個巨大的倒退。

⒉“克隆人”沒有父母，沒有親情，社會將會變得冷酷無情。

⒊“克隆人”成年后也有可能會通過有性繁殖來繁衍后代，不知不覺地就可能造成大量的近親結婚，其后果是不堪設想的。

⒋從社會學的觀點看，人類之所以能不斷發展進步，是靠每個人的不斷努力和奮斗，這種力量的來源除了個人的理想外，就是人們對社會、對家庭的義務，如果沒有贍養老人和撫育下一代的義務，這種力量就會大大地減少，對整個社會的發展也是不利的。

⒌科學家的“復制品”不一定能成為科學家。人的成才除了先天的原因外，后天因素也起著重要的作用。如果這些“復制品”都背上科學家的“包袱”，而不努力學習，社會豈不倒退了嗎？再者，如果有人為了報復社會，大量地克隆弱智人，社會將怎么辦？如果有人瘋狂地“復制”像希特勒那樣的狂人，加以后天的“培養”，更讓人毛骨聳然……

從克隆綿羊的誕生，使我