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孫悟空變小猴,羊力大仙能變小羊嗎?

 零壹貳012 2021-02-14

1996年7月5日,蘇格蘭羅斯林城迎來(lái)了一個(gè)柔和的夏夜,一只歷史上最著名的羊靜悄悄地降生在了羅斯林研究所附近的一間畜棚里。她出生的當(dāng)時(shí)并沒(méi)有受到后來(lái)那么多的關(guān)注,沒(méi)有媒體的聚光燈在場(chǎng),甚至于她主要的創(chuàng)造者——伊安·維爾穆特(Ian Wilmut)也對(duì)這個(gè)時(shí)刻一無(wú)所知。一直到第二年2月,這只小動(dòng)物的存在才被公之于眾。

一只注定要走上歷史的羊 | Paul Hudson / Wikimedia Commons

這只淺灰白色的小動(dòng)物看起來(lái)和蘇格蘭山丘上千千萬(wàn)萬(wàn)的小羊別無(wú)二致,但她的特別之處很快就引發(fā)了世界范圍內(nèi)的大辯論——她是第一只被成功體細(xì)胞克隆的哺乳動(dòng)物,是利用一只成年母羊的乳腺細(xì)胞核發(fā)育而來(lái)的完整生物體。伊安·維爾穆特按照美國(guó)鄉(xiāng)村歌手多利·帕頓(Dolly Parton)的名字,為小羊起名“多利”。

第一只克隆羊

clone”源于希臘語(yǔ)的“κλ?ν”(klōn,嫩枝),意指用植物嫩枝扦插培育新植株的過(guò)程。我們?cè)诟咧猩飼?shū)上講過(guò)細(xì)胞的全能性,誘導(dǎo)植物體細(xì)胞分化發(fā)育是相對(duì)容易的,有許多植物的營(yíng)養(yǎng)器官甚至不需要任何誘導(dǎo)即可變成新株。人類(lèi)在漫長(zhǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)歷史中摸索出了許多植物無(wú)性繁殖方法,自然也想到過(guò)能否用同樣的方法量產(chǎn)性狀優(yōu)良的動(dòng)物。

植物克隆是很容易實(shí)現(xiàn)的,猶他州有一個(gè)“世界上最大的單體生物”世界紀(jì)錄,就是一片通過(guò)根部發(fā)芽,自然生長(zhǎng)出來(lái)的克隆顫楊林 | Scott Catron / Wikimedia Commons

但生物書(shū)也告訴我們,恢復(fù)動(dòng)物細(xì)胞的全能性要難得多。在多利之前,人們已經(jīng)開(kāi)始了針對(duì)動(dòng)物的克隆嘗試,并且取得了一些成功。早在1952年,羅伯特·布里格斯和托馬斯·J·金(Robert Briggs and Thomas J. King)克隆了北方豹蛙;1963年,童第周克隆了鯉魚(yú)。生物學(xué)技術(shù)進(jìn)展怎么能少得了斑馬魚(yú)呢?于是在1981年,斑馬魚(yú)也被克隆出來(lái)。

逐漸地,人們希望克隆技術(shù)的應(yīng)用到更高等復(fù)雜的動(dòng)物身上。在多利出生前十來(lái)年,羊和鼠都已經(jīng)成功地被克隆過(guò)——只不過(guò)使用的是早期胚胎細(xì)胞而非體細(xì)胞(這聽(tīng)起來(lái)更像是一種輔助生殖技術(shù)而非復(fù)制)。顯然,核移植克隆在低等的(或者說(shuō)原始特征較多的)動(dòng)物和分化程度低的細(xì)胞上更容易實(shí)現(xiàn),這也凸顯了多利的意義,正如上文所說(shuō)的,這是第一次成功使用體細(xì)胞核完成的哺乳動(dòng)物克隆

多利的誕生,還記得中學(xué)課本嗎?| Squidonius / Wikimedia Commons

她的細(xì)胞核供體是一只芬蘭-多塞特綿羊,卵細(xì)胞供體是一只蘇格蘭黑面羊,很顯然,多利的性狀應(yīng)該由細(xì)胞核決定,她理所當(dāng)然地也是一只芬蘭-多塞特綿羊。

克隆是危險(xiǎn)的技術(shù)嗎?

克隆多利的過(guò)程說(shuō)不上多順利,與多利同期的共有277個(gè)受試卵,只有13個(gè)發(fā)育成胚胎,胚胎經(jīng)移植后,最終出生的只有多利一根獨(dú)苗。成功的比例是1:13:277,可見(jiàn)在九十年代的當(dāng)時(shí),體細(xì)胞移植克隆還是一項(xiàng)很不成熟的技術(shù),但這未能阻止人們熱烈的討論和展望。

回首遠(yuǎn)去的二十世紀(jì),生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的許多進(jìn)展極大地改變了人類(lèi)生活方式和社會(huì)形態(tài),如青霉素的發(fā)現(xiàn)、探明遺傳結(jié)構(gòu)、消滅天花等等。多利的誕生也是其中一項(xiàng),但與前幾者不同的是,多利的誕生推動(dòng)了人類(lèi)對(duì)自身意義的認(rèn)識(shí)。

《銀翼殺手2049》,講述作為奴隸的克隆人和屠殺克隆人的人類(lèi)的故事 | Brecht Bug / Flickr

夸張點(diǎn)說(shuō),自多利被公之于眾的那一刻起,“人類(lèi)”的定義即發(fā)生了變化,如果說(shuō)在此之前還可以借口技術(shù)空白來(lái)逃避,那么人類(lèi)現(xiàn)在不得不面對(duì)這個(gè)問(wèn)題了:

 “人類(lèi)會(huì)克隆人類(lèi)嗎?”

在多利出生之前,克隆人更多是作為科幻小說(shuō)的題材,或作為一種技術(shù)可能性被提出來(lái)(比如《銀翼殺手》),許多人都認(rèn)為那是近期無(wú)望實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容。然而隨著多利的出現(xiàn),社會(huì)對(duì)克隆技術(shù)的觀點(diǎn)急轉(zhuǎn)直下,有人甚至認(rèn)為科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)觸及到了毀滅人類(lèi)的邊緣。在文藝創(chuàng)作中,“克隆”這一歷久彌新的科幻題材再次大放異彩,《第六日》《逃出克隆島》《月球》等電影就是這一思潮的反映。

如今克隆人也不是不可能 | Medspace / Wikimedia Commons

不過(guò),藝術(shù)創(chuàng)作只是藝術(shù)創(chuàng)作。至少在當(dāng)下,克隆人類(lèi)并不在任何研究者的計(jì)劃之內(nèi),而且也缺少物質(zhì)基礎(chǔ)。完全復(fù)制的動(dòng)物克隆意義相當(dāng)有限,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到物種保護(hù)的本質(zhì)之一是遺傳多樣性的保護(hù),單純?cè)黾觽€(gè)體毫無(wú)意義。1998年,國(guó)內(nèi)有科研團(tuán)隊(duì)立項(xiàng)用異種核質(zhì)克隆(將大熊貓?bào)w細(xì)胞核放入其它動(dòng)物去核卵母細(xì)胞)來(lái)繁育大熊貓,項(xiàng)目起初取得了一定進(jìn)展,而后,胚胎合成失敗率居高不下,再加上保護(hù)觀念的轉(zhuǎn)變,最終將“以克隆拯救物種”的思路被否定了。

多利生而蒼老?

更何況,生命是與環(huán)境互動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的復(fù)雜系統(tǒng),人更是社會(huì)關(guān)系的總合,克隆熊貓大軍或者克隆人大軍暫且只能是科幻??寺《嗬F(xiàn)實(shí)的意義應(yīng)當(dāng)在于醫(yī)療研究方面的可能性,例如定向克隆器官、復(fù)制基因工程動(dòng)物甚至是誘導(dǎo)人體自我再生。就在多利出生之后的短短幾年里,生物醫(yī)藥公司立項(xiàng)進(jìn)行的器官克隆培養(yǎng)研究如雨后春筍般出現(xiàn),要知道那時(shí)候人類(lèi)的自我認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)沒(méi)有今天清晰,人類(lèi)基因組計(jì)劃還要差不多十年后才會(huì)完成。

《侏羅紀(jì)公園》展現(xiàn)了對(duì)復(fù)活滅絕動(dòng)物的想象 | Frank Vincentz / Wikimedia Commons

不過(guò),克隆熱潮似乎很快被潑了冷水。2003年的今天(2月14日),六歲半的多利在羅斯林研究所內(nèi)去世,沒(méi)有活到一只綿羊的平均壽命——十一至十二歲,死因是肺病和關(guān)節(jié)炎。當(dāng)時(shí)主流觀點(diǎn)認(rèn)為,多利出生時(shí)的遺傳年齡已經(jīng)是六歲,與細(xì)胞核供體相同。

其實(shí)在多利出生之際,就有人發(fā)出過(guò)類(lèi)似的擔(dān)憂(yōu),二十世紀(jì)更早一些時(shí)候發(fā)現(xiàn)的端粒機(jī)制似乎暗中決定了多利早衰的命運(yùn)。端粒是染色體末端的一些基本單元為T(mén)TAGGG、重復(fù)500到3000次的堿基序列,與一些蛋白質(zhì)結(jié)合在一起(這是說(shuō)哺乳動(dòng)物的端粒,其他生物類(lèi)群的端粒序列和重復(fù)度有所區(qū)別)。遺傳物質(zhì)每分裂一次,端粒就縮短一段,以保護(hù)染色體本身不受損壞。

簡(jiǎn)單言之,端粒像鞋帶末端包起來(lái)的東西,每次染色體復(fù)制,它都會(huì)磨損一些 | Ultrabem / Wikimedia Commons

原始狀態(tài)干細(xì)胞中的端粒是最長(zhǎng)的,當(dāng)端??s短到無(wú)時(shí),細(xì)胞分裂就會(huì)損壞染色體本身,導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在一些細(xì)胞(如卵細(xì)胞)中,則裝有延長(zhǎng)端粒的酶,而端粒酶則是體細(xì)胞中普遍缺乏的?!翱寺⊙蛟缢ァ庇^點(diǎn)的反對(duì)者認(rèn)為卵細(xì)胞內(nèi)既然自帶端粒酶,說(shuō)不定會(huì)通過(guò)某種機(jī)制來(lái)延長(zhǎng)體細(xì)胞過(guò)短的端粒。

克隆技術(shù)的未來(lái)

現(xiàn)實(shí)似乎站在了悲觀者的一邊,1999年的一份研究顯示多利的端粒確實(shí)較短,暗示多利可能經(jīng)歷了過(guò)度的衰老,看起來(lái)體細(xì)胞克隆似乎馬上就要過(guò)氣了。但后續(xù)跟進(jìn)的報(bào)導(dǎo)提出了反對(duì)意見(jiàn),羅斯林研究所表示并未在多利身上發(fā)現(xiàn)早衰跡象,多利欠佳的健康狀態(tài)可能是因?yàn)殚L(zhǎng)期室內(nèi)生活引發(fā)的肺部病變?cè)斐傻摹?/p>

而2016年新的研究更進(jìn)一步,報(bào)導(dǎo)了13只克隆羊健康地活到了八歲,其中4只來(lái)自多利相同的細(xì)胞系。在它們身上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何衰老性疾病的證據(jù),基本上排除了體細(xì)胞克隆的不利影響,也說(shuō)明多利的夭折很可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的偶然。

多利的死因并不是細(xì)胞衰老 | Sgerbic / Wikimedia Commons

這無(wú)疑是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的好消息,不過(guò)目前的研究方向,還是主要集中在誘導(dǎo)干細(xì)胞技術(shù)(iPScell),也就是利用誘導(dǎo)因子使成熟體細(xì)胞去分化,回復(fù)到干細(xì)胞狀態(tài)。如今的iPScell技術(shù)發(fā)展很快,應(yīng)用也已相當(dāng)廣泛,不過(guò)也產(chǎn)生了許多科學(xué)造假現(xiàn)象。

時(shí)至今日,人們并沒(méi)有完全理清體細(xì)胞克隆動(dòng)物背后的機(jī)理,多利和她的后繼者給我們帶來(lái)了越來(lái)越多有待探尋的機(jī)制和需要辨明的道德倫理議題。盡管完全的人類(lèi)克隆不會(huì)被允許出現(xiàn),但在未來(lái),相關(guān)的衍生技術(shù)仍有可能會(huì)被用來(lái)改造人類(lèi)自身,甚至——重新定義人類(lèi)。

不過(guò),那就是我們和小羊所不能了解的事了。

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