克隆技術走向成熟

動物的基因複製吸引了商業界的興趣

先兆。今年二月,羅斯林研究所的羔羊“多莉”成為第一個引起公眾關注的動物克隆體。

當愛丁堡羅斯林研究所的科學家在今年二月報告說他們克隆了一隻成年綿羊時,他們的工作立即引起了公眾的極大興趣。

但是一些謹慎的研究人員懷疑,這個成功是否可能只是曇花一現。畢竟,蘇格蘭研究人員嘗試了277次才成功培育出名為“多莉”的克隆體。除非克隆過程的效率能夠大大提高,否則它似乎不太可能成為生產改良牲畜品種的常用技術。此外,多莉的誕生並未證明克隆可以用於利用經過基因改造的細胞來創造動物。除非克隆能夠與複雜的基因操作相結合,否則這項技術似乎不太可能實現其全部潛力。


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僅僅六個月後,很明顯,這些疑慮是沒有根據的。當辯論的焦點集中在多莉身上時,許多其他企業和學術實驗室都在悄悄地推進類似的專案。至少有兩家美國公司——威斯康星州德弗雷斯特的ABS Global和馬薩諸塞州伍斯特的Advanced Cell Technology——已經成功地利用克隆細胞使母牛和母豬受孕。此外,過去六個月的工作表明,克隆技術在經過基因改造的細胞上也能完美執行。

這兩家企業競爭者都聲稱他們的克隆技術效率很高。而且,他們都沒有掩飾自己的商業意圖。8月初,ABS Global同時推出了一頭名為“基因”的六個月大公牛,並宣佈成立了一家名為Infigen的新子公司,以“將克隆技術在牛育種、製藥、營養保健品和異種移植領域的應用商業化”。

與此同時,威斯康星大學麥迪遜分校的尼爾·弗斯特至少暫時地利用克隆的成年細胞在五種不同的物種中建立了妊娠。弗斯特說,他開發了一種基於牛卵細胞的“通用克隆系統”,他已用該系統使牛、羊、大鼠、豬和猴子受孕。

一般來說,在克隆過程中,細胞核是從可能最初來自胚胎、胎兒或成年生物體的培養細胞中提取出來的。然後將細胞核插入已去除原有細胞核的卵細胞中,這個過程稱為核移植。在羅斯林研究所的初步工作中,卵細胞及其移植的細胞核隨後直接植入到代孕母體中,在那裡它們發育成形,並且在多莉的例子中,產生了可存活的後代。

Infigen的研究人員使用了羅斯林方法的一種變體,研究主管邁克爾·D·畢曉普解釋說。ABS的研究人員沒有僅僅移植細胞核,而是將整個供體細胞與一個去核的(去除細胞核)卵細胞融合,這是一個在電擊的幫助下完成的過程。這些供體細胞是從胎兒身上提取的相對未分化的細胞。

當由此產生的胚胎分裂成大約16個細胞時,它被分解或解聚成其組成細胞。由此產生的細胞本身與其他去核卵細胞融合。然後將這些第二代細胞植入代孕母體中進行發育,其中許多都能成功發育。“基因”小牛就是使用這種技術從胎兒細胞克隆出來的;該公司預計很快會宣佈從成年細胞克隆的牛的出生。Infigen的母公司希望透過選擇性地複製基因優良的動物來提高其在利潤豐厚的公牛精液市場中的份額。畢曉普說,它最終可能會開始銷售克隆的、經過基因改造的動物。

Advanced Cell Technology公司也已在母牛和一些母豬身上進行了數十次克隆妊娠。該公司表示,預計在不久的將來會出現首批幼崽。對於這些克隆體,供體細胞是從胎兒身上提取的成纖維細胞。透過一種稱為靶向基因替換的技術,可以相對容易且精確地操作這些細胞的基因組。“Advanced Cell Technology公司有能力使用胎兒成纖維細胞核移植技術生產轉基因動物,”總裁兼執行長史蒂夫·帕金森聲稱。

帕金森認為,靶向基因替換技術比傳統的轉基因動物製造技術(將DNA注入細胞核)能更有效地產生具有特定基因改變的細胞。他報告說,Advanced Cell Technology公司計劃克隆基因改造的動物,其神經組織在免疫學上與人類相容。他說,對患有帕金森氏病的患者進行此類組織的臨床試驗可能會在1999年開始。

克隆技術的進步不僅限於美國。自二月份的突破以來,與羅斯林研究所合作的愛丁堡PPL Therapeutics公司已經利用經過基因改造的胎兒細胞培育了五隻攜帶標記基因和人類蛋白質基因的羔羊。從基因改造細胞產生的羔羊會產生外源蛋白質;這些動物可能能夠在它們的乳汁中製造大量具有醫學價值的人類蛋白質。PPL的董事總經理羅恩·詹姆斯說,這一結果“使核移植工作對人類的益處更近了一步”。該公司還在美國從事克隆牛的工作。

因此,多莉不僅僅是曇花一現。相反,克隆技術似乎註定要成為農業和醫學的重要技術。“我認為它有可能真正更快地推動大型動物轉基因工作,”美國農業部的弗農·珀塞爾說。換句話說,最好忘記那些玩笑,開始關注股票價格了。

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