認識一下中中和華華——健康的新生猴子,它們是首批透過與二十年前製造多莉羊相同的方法產生的靈長類克隆。
中國一家實驗室的這項進展使科學家們離未來更近了一步,在未來,他們可以創造大量基因相同的猴子,作為人類疾病和其他病症的模型。這可能有助於研究人員解開復雜的問題,包括環境因素如何加劇常見的人類癌症。
然而,靈長類動物研究的倫理可能會限制這類研究。“這是一個成本效益分析,”諾丁漢大學的發育生物學家凱文·辛克萊說,他沒有參與最新的克隆工作。“如果你有一群基因相同的非人類靈長類動物,那將是一個非常非常強大的研究人類疾病、潛在機制和潛在療法的模型。但必須根據具體情況進行,以證明這樣做是合理的。”包括美國在內的許多國家對靈長類動物研究有嚴格的指導方針,因為對我們近親進行實驗存在倫理方面的擔憂。例如,美國政府對黑猩猩的生物醫學研究實際上已經結束,所有實驗室黑猩猩都在慢慢退役。
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中國科學院上海神經科學研究所的科學家們週三在《細胞》雜誌上發表了他們兩項靈長類動物成功的報告。他們使用的克隆技術被稱為體細胞核移植(SCNT),涉及將供體細胞的細胞核交換到一個已經清除了自身染色體的受精卵中。然後,這個卵子將包含供體基因組的精確副本,如果將其植入代孕母親體內,最終的後代將是克隆體。包括豬和狗在內的其他 20 多個物種已經使用 SCNT 成功克隆。許多對這種方法產生的動物的研究表明,它們和非克隆的同類一樣健康。
讓這個過程在靈長類動物身上奏效一直很困難。當研究人員之前嘗試在猴子身上使用“多莉”方法時,它產生了胎兒,但沒有懷孕超過 80 天。神經科學研究所的研究人員寫道,主要障礙可能是移植的細胞核沒有被正確程式設計以支援胚胎髮育。因此,這一次,中國團隊部署了兩種關鍵酶,它們去除了基因作為體細胞(構成組織和器官的細胞)的表觀遺傳記憶。幹細胞專家艾倫·特勞森說,這個額外的步驟使得發育得以進行,他是澳大利亞哈德遜醫學研究所的名譽教授,沒有參與這項新研究。成功率仍然非常低。但他指出,隨著科學家們調整他們的方法,他們可能會在不久的將來創造出數十個克隆體。
在過去的幾十年裡,研究人員已經使用其他技術設法克隆了非人類靈長類動物,包括一種類似的核移植方法,該方法依賴於胚胎幹細胞而不是體細胞。但使用 SCNT 是一項重大進步,因為它可能更容易使用並大量繁殖。研究所的科學家在他們的論文中寫道,它也可能更成功地與 CRISPR 基因編輯技術結合,用於未來對特定疾病或基因突變的研究。
辛克萊說,這種克隆方法最終可能有助於拯救瀕危靈長類動物。他補充說,在棲息地破壞只剩下少數靈長類動物的情況下,研究人員可以從身體組織中獲取體細胞並冷凍起來,以便在基因庫中儲存。但這需要進一步的科學進步,因為最近中國的 SCNT 工作是使用胎兒細胞而不是成人細胞(更難重程式設計)成功的。
專家警告說,在將該技術用於生產用於研究的靈長類動物之前,還需要改進猴子 SCNT 的各個方面。“從科學角度來看,這裡的進步是顯著的。但從實際的、直接的利用角度來看,仍然存在一些技術問題,”俄勒岡國家靈長類動物研究中心生殖和發育科學部門主任喬恩·亨尼博爾德說,他沒有參與這項工作。“妊娠率和活產率沒有達到可以在一定範圍內進行的水平。您還需要在輔助生殖技術、生殖生理學和一大批供體方面擁有專業知識。而所有這些事情都限制了當前的技術。”
