自1997年克隆綿羊多莉向世界公佈以來,她一直處於爭議的中心。在哲學思考之下,克隆技術的科學性——特別是用於啟動該過程的細胞型別——一直是爭論的焦點。一些人認為,所謂的成體幹細胞——大多陣列織中的根細胞,在受損組織需要替換時會發揮作用——必然參與其中。但一項針對小鼠的新測試表明,就目前的克隆技術而言,成體幹細胞實際上比普通細胞更糟糕。此外,該實驗利用完全形成的白細胞中包含的遺傳物質,產生了兩個克隆幼崽。
克隆依賴於一種稱為體細胞核移植的過程,其中供體細胞的細胞核被轉移到已去除染色體的受精卵中。該卵現在包含供體基因組的精確副本,如果將其植入代孕母親體內一切順利,就會產生克隆。康涅狄格大學的楊向中和匹茲堡大學的程濤以及許多同事檢查了三種不同型別細胞的克隆潛力:造血幹細胞、祖細胞和粒細胞。每種細胞都代表了血細胞分化過程中的不同階段;幹細胞可以變成任何型別的血細胞,祖細胞已經走上特定的軌道,而粒細胞是一種特定型別的白細胞(進一步指定為中性粒細胞)。
研究人員預計,從幹細胞轉移的細胞核在創造克隆方面效果最好。“我們認為成體幹細胞會產生更高的效率,而終末分化細胞的效率會最低或為零,”楊解釋說。“令我們驚訝的是,當我們比較來自同一動物的細胞時,我們發現效率不是從幹細胞到分化細胞的降低,而是大幅增加。”事實上,只有 4% 的幹細胞轉移產生了早期胚胎,而祖細胞為 8%,粒細胞為 35%。根據 10 月 1 日線上發表在《自然·遺傳學》上的論文,在 1,368 次粒細胞轉移中,至少有 34% 達到了囊胚階段,並且實際上有兩個產生了活著的幼崽(但它們沒有存活太久)。
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這是一個在多個層面上的重要證實:最關鍵的是,成體幹細胞非常難以收集和儲存,而分化細胞則數量充足且穩定。“你可以在你身體的任何部位獲得[分化細胞],”楊指出。“大多數成體幹細胞在沒有分化的情況下無法在體外培養。”此外,治療性克隆的希望寄託於從患病患者身上採集的細胞中產生胚胎幹細胞的能力。
從胚胎而不是成體中採集的幹細胞仍然是克隆和其他目的最強大的細胞;楊的團隊表明,從這種細胞進行克隆的成功率達到 49%,併產生了 18 只小鼠幼崽。當然,這種胚胎幹細胞在成體患者中是無法獲得的,因此能夠從普通細胞中創造它們是重要的一步。但關於克隆的最佳方法仍然存在謎團。“我們認為成體幹細胞更處於靜止狀態;我們認為這就像一扇鎖上的門,”楊解釋說。“我們認為分化是一種開啟一些門的方式,使核移植程式更容易回到胚胎幹細胞狀態。”
“我們從一項正在進行的研究中獲得了一些非常令人鼓舞的資料,表明你可以修改細胞的狀態並提高克隆效率,”他補充說。“如果我們修改表觀遺傳狀態”,即開啟或關閉某些基因,“效率可能會提高。這為許多不同的研究打開了大門。”多莉的基因組很可能來自一個分化細胞,但尋找創造克隆動物的最佳方法仍在繼續。