二十年前,在蘇格蘭愛丁堡郊外的山丘上,陽光明媚,老朋友和科學同事伊恩·威爾穆特和艾倫·特朗森一起徒步旅行。在城市上空的高處,威爾穆特透露他有一個秘密要分享。作為一個更大規模研究的一部分,他和幾位同事在實驗室成功地培育出了一隻小羊羔——不是來自卵子和精子,而是來自成年母羊乳腺的DNA。他們克隆了一種哺乳動物。“哎呀,我驚呆了,”特朗森說,他當時是——現在也是——澳大利亞墨爾本莫納什大學的幹細胞生物學家。他記得自己重重地坐在附近的一塊石頭上。那天天氣溫暖,但當特朗森意識到其中的含義時,他感到一陣寒意掠過全身。“這改變了一切。”
克隆哺乳動物挑戰了當時的科學教條。這一成功引發了可怕而奇妙的預測:人類將被克隆。疾病將被預防。失蹤的孩子將重生。今天,在1996年7月5日多莉出生二十年後,克隆技術對基礎科學的影響已經超出預期,而從公眾意識中逐漸淡去的是,在技術上被稱為核移植的現實——即用於多莉的克隆形式。
多位科學家表示,在2016年,克隆人仍然不可行,沒有科學益處,且風險程度令人無法接受。大多數人表示,他們甚至不知道有人在考慮這一壯舉。動物克隆仍然受到限制——儘管可能正在增長。科學家表示,美國和中國正在使用一些農業克隆技術,以利用少數優秀個體的基因,但歐洲議會去年投票禁止為食用目的克隆動物。韓國一位科學家對克隆寵物收費10萬美元,儘管對這項服務的需求水平尚不清楚。
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多位研究人員表示,克隆技術最大的影響在於它引發的幹細胞進步。幹細胞生物學家山中伸彌透過電子郵件表示,多莉的克隆激勵他開始開發源自成體細胞的幹細胞——這項成就為他贏得了2012年諾貝爾獎。山中伸彌寫道:“多莉羊告訴我,即使在哺乳動物細胞中,核重程式設計也是可能的,這鼓勵我啟動了自己的專案。”山中伸彌在加州大學舊金山分校和日本京都大學iPS細胞研究與應用中心 (CiRA) 之間分配時間,並擔任CiRA主任。他使用成體細胞——首先在小鼠身上,儘管該技術現在在人類細胞中也已可行——來製造幹細胞,這些幹細胞可以形成各種其他細胞,本質上是將它們的細胞時鐘撥回到嬰兒期,這樣它們就可以成熟為不同的成體細胞。由於它們是人工創造的,並且可以有多種未來,因此被稱為誘導多能幹 (iPS) 細胞。這些iPS細胞的興起減少了對胚胎幹細胞的需求——胚胎幹細胞長期以來引起了一些倫理問題——iPS細胞現在構成了當今大多數幹細胞研究的基礎。
幹細胞生物學家羅賓·洛弗爾-巴傑說,多莉的誕生具有變革意義,因為它證明了成體細胞的細胞核擁有產生另一隻動物所需的所有DNA。羅賓·洛弗爾-巴傑是倫敦弗朗西斯·克里克研究所幹細胞生物學和發育遺傳學部門的負責人。之前的研究人員曾從青蛙胚胎細胞中培育出成年青蛙,或從成年青蛙中培育出青蛙胚胎細胞——但它們的發育在此時停滯了。“多莉是將成體細胞變成成體的第一個例子,”洛弗爾-巴傑說。“這意味著你可以將成體細胞核重新程式設計回到胚胎階段。”
多莉於2003年2月14日去世,享年六歲,死於肺部感染,這種感染在無法接觸室外的動物中很常見。威爾穆特說,這可能與她是克隆動物無關,威爾穆特現在是愛丁堡大學羅斯林研究所的榮譽教授,他在那裡完成了最初的工作。
這隻用乳腺細胞製成的綿羊,以美國歌手多莉·帕頓的名字命名而聞名,多莉·帕頓以她豐滿的胸部和嗓音而聞名。“這並非意在不尊重這位女士或一般女性,”威爾穆特最近在談到一位畜牧師建議的名字時說。相反,它幫助使一個研究專案人性化,否則這個專案可能看起來與日常生活脫節。“科學及其展示有時可能看起來非常嚴肅,”他說。“我認為這對我們有好處——它使我們看起來更有人情味。”
威爾穆特承認,多莉的誕生是一個幸運的意外。他和他的同事們試圖用胎兒細胞進行克隆,並將成體細胞用作實驗對照——並沒有期望它們真的會產生自己的胚胎。“我們最初的目的不是克隆成體細胞。我們最初的目標是使用——理想情況下——胚胎幹細胞或類似的東西,”威爾穆特說。“用成體細胞獲得成功是一個非常可觀、意想不到的額外收穫。”
該研究的最初目的是將動物的牛奶生產系統用作一種工廠,生產用於治療人類疾病的蛋白質。但隨著廉價合成化學品的興起,人們對這個想法的興趣已經下降。
威爾穆特說,他認為克隆人是可能的——但非常不可取。用於創造多莉的克隆技術已被證明在靈長類動物身上不起作用。他認為使用其他技術可能是可行的,但他表示他堅決反對克隆人的想法。“僅僅因為它現在可能在產生後代方面有效,並不意味著我們應該這樣做,”他說。“很可能你會遇到流產、出生異常。”例如,他的實驗室在多莉之後不久克隆出的一隻小羊羔出現了肺部問題,導致它過度換氣並經常昏厥。“看到這種情況發生在動物身上已經夠令人痛苦了,”他說。“我不希望成為看著一個克隆孩子的臉說‘非常抱歉’的人。”他指出,隨著基因編輯技術的最新進展,克隆技術在糾正基因錯誤方面的需求將進一步下降。“現在做這件事的理由比以前更少了。”
特朗森說,他認為克隆牲畜胚胎有很大的市場。“那裡非常繁忙,有點出乎意料,而且是在暗地裡進行的,”他說。“從基因組學角度來看,對於卓越生產和提高生產引數的好處是非常好的,”特朗森補充道。他最近卸任加州再生醫學研究所所長,該機構是一家為幹細胞研究提供貸款和資助的州立機構,他擔任該職位六年。“這可能是促使美國公司繼續從事這項工作的驅動力。”
美國政府於2008年決定,克隆牛、山羊和豬與非克隆牛、山羊和豬之間沒有明顯差異,因此允許在這些動物身上進行克隆過程,儘管主要是為了繁殖而不是肉類生產。在中國,一家名為博雅基因的公司計劃生產至少100萬頭克隆肉牛——該公司一位發言人透過電子郵件寫道,這只是中國每年屠宰動物總數的一小部分。“從技術角度和市場角度來看,我們可能正處於將這項技術推向應用的最好時機[在中國]。”
從理論上講,克隆技術也可以用於復活瀕危物種。有人談論用它來恢復猛獁象、大熊貓甚至尼安德特人——洛弗爾-巴傑認為這些想法“相當愚蠢”。特朗森說,他仍然儲存著一批極度瀕危的北方毛鼻袋熊的皮膚樣本在液氮中,以防有人想嘗試恢復該物種的數量。然而,克隆是透過提取成體細胞並將其與受體卵細胞融合而產生的。製造克隆需要完整的細胞核,而大多數已滅絕的物種都無法獲得完整的細胞核。
多位研究人員現在正在使用克隆技術來生產胚胎幹細胞,從而避免了收集新胚胎的需求。加州大學戴維斯分校的生物學家保羅·克諾普夫勒表示,所謂的體細胞核移植可能有助於研究人員更好地瞭解早期人類胚胎發生和幹細胞生物學,克諾普夫勒並未直接參與這項工作。克諾普夫勒透過電子郵件寫道,他“沒有看到[這項工作]有任何迫在眉睫的治療益處,但未來可能會改變。”
克隆已故的親人——人類或寵物——的想法已經失寵,部分原因是人們認識到環境會影響行為。基因可能相同,但克隆體仍然是同一個可愛的個體嗎?“你永遠不可能讓蒂布林回來,或者其他什麼,”洛弗爾-巴傑說,他指出他認為克隆寵物的想法“很愚蠢”。他補充說,“我能模糊想到的唯一可能的用途是,如果你有一隻特別有價值的狗,”它具有像超級嗅探這樣的技能,科學家們會想確定這是天生的還是行為性的。
洛弗爾-巴傑甚至更不贊成克隆人的想法。“我們需要更多地瞭解重程式設計以及如何使其達到100%的效率,”他說。“我從來沒有想到過克隆人類有一個足夠好的理由。”
