克隆羊是转基因吗转基因克隆羊——刚见光,路还长

时间：2019-03-29 03:20:01　来源：雅意学习网本文已影响人

　　　　2012年4月16日，华大基因研究院向媒体宣布，由该研究院、深圳华大方舟与中国科学院遗传与发育生物学研究所、石河子大学生命科学学院联合开展的“农业部绵羊转基因新品种培育重大专项”取得了突破性的进展，第一只手工转基因克隆绵羊成功诞生。
　　身材矮小、毛色发黄的鹏鹏，集聚了中国科研人员的两项努力：手工克隆的技术降低了克隆的成本和难度，有利于进一步普及；转基因则有可能让羊不仅能产肉、产奶、产毛，体内还能合成深海鱼油中富含的不饱和脂肪酸Omega-3。
　　如果一切顺利的话，鹏鹏本身会因为这一特殊的基因而变得更加健康；而在今后，人类也有可能通过食用羊肉来代替昂贵的深海鱼油。
　　“这是一举两得的研究。”项目负责人、中科院遗传与发育生物学研究所马润林研究员说。
　　高中生也能做的克隆技术
　　在鹏鹏降生之前，它已经有一些“身世”相似的朋友了。哈佛医学院的一位华人教授曾经在2004年和2006年分别得到了转基因鼠和转基因猪；2008年，中国农业科学院做出了转基因克隆猪，两年后，内蒙古一位教授也做出了一只转基因克隆牛。
　　而这一回，科研人员把目光投向了羊。
　　为了选取合适的克隆对象，研究人员专门到新疆的一家羊场。在那里，他们根据羊场对每只羊性能和日常情况的记录，挑选了一只“肉质和毛都比较好”的公羊。工作人员在它的耳缘取下了细胞，作为克隆的“种子”。张鹏介绍说，这是因为耳缘的细胞好采集，“对羊的伤害也比较小”。
　　在正常的繁殖过程中，一只羊的诞生应当需要“父母双方”的努力。它们各自提供的精子和卵子携带父母双方半数的染色体，在受精的过程中进行基因组融合。这样小羊生出来就会“有些地方像爸爸，有些地方像妈妈”。
　　克隆产生的小羊鹏鹏却没有传统意义上的爸爸妈妈。它的产生过程就像制造一颗全新的“鸡蛋”：研究人员先准备好一颗卵子，像“取出鸡蛋的蛋黄”那样，把它承载遗传信息的细胞核清除掉。然后，再把绵羊体细胞的“蛋黄”——细胞核，塞回卵母细胞的蛋壳里。这颗全新的“鸡蛋”虽然来自两个不同的个体，但它的遗传基因，全部来自同一只羊。
　　1996年，英国科学家用这种方法培育出了世界上第一只克隆羊多利，在那之后很长的时间里，“克隆”都是一个很复杂的技术。困难的来源，是细胞外面的那层“蛋壳”。
　　在卵母细胞的外面，有一层坚韧的透明带，这种像胶质一样的“蛋壳”包裹着卵细胞，保护它在受精、发育的过程中不被破坏。但在克隆的过程里，“蛋壳”却令研究人员的操作难度大大增加。研究人员需要先把卵母细胞固定住，再用细细的针扎入卵母细胞的“蛋壳”，抽出里面的细胞核，然后，再从同一个小孔上，把供体细胞的细胞核塞回去。
　　为了完成这一系列精细的操作，研究人员需要成本高昂的显微操作仪把卵细胞放大100多倍，也需要长时间的培训、练习。但卵细胞的体积实在非常“迷你”，在穿透“蛋壳”的过程中，只要一不小心整个细胞就被扎穿了。
　　2003年，在丹麦奥胡斯大学攻读博士学位的杜玉涛突然接到邀请，去参加实验室一项克隆猪的研究。她觉得非常意外。
　　“我可是对克隆一窍不通的。”她当时对自己的导师说。
　　实验室正在尝试的，是一项全新的克隆技术。科研人员不再致力于精密地穿透“蛋壳”，而是换了个思考的角度：把蛋壳去掉怎么样？
　　在反复实验后，杜玉涛和她的同事们用一种特殊的酶溶掉了那层麻烦的“蛋壳”。坚固的“鸡蛋”只剩下了柔软的细胞质和细胞核，想要拿走“蛋黄”，也不再需要精密的针管，而只需要一片刀片。
　　如今，在这种被命名为“手工克隆”的技术里，昂贵的显微操作仪被换成了价格只有其1/10的普通显微镜。在放大40~50倍的镜头下，研究人员能够轻易地找到细胞核所在的区域。只需要用小刀片一切，“去核”的工作就完成了。
　　之后的工作，就是将另外一颗“蛋黄”放进去。研究人员把供体细胞的细胞核和卵母细胞的“蛋清”放在一起，并且用生物胶把它们粘起来。随后再用电击，让它们真正融合在一起。
　　“如果技术可以成熟运用，那克隆就会变成一件很简单的事。”杜玉涛说。2007年，从丹麦回国，加入华大基因研究院之后，杜玉涛把这一技术也带回了国内。过去几年，她和同事用这一方式成功地克隆了近一百头猪和牛。事实上，如今在华大的实验室里，一些参加夏令营的高中生在短暂的培训之后，也能尝试着进行操作。
　　吃肉有吃鱼的效果
　　当然，鹏鹏的诞生仍然不是一件简单的事情。最直接的问题是，绵羊只在春秋两季发情，因此，只有在这两个季节，研究人员才有可能抓紧时间，取到高质量的卵母细胞。
　　2010年10月，中国科学院遗传与发育生物学研究所博士张鹏第一次来到新疆的实验室里。这个临时被划出来的实验室没有过滤系统，也没有空气监控，他们放好仪器一看，能活动的空间只剩下三四平方米。
　　更严重的是，虽然10月的北京还是秋高气爽，但在新疆，天气已经非常寒冷，绵羊也不再发情了。张鹏和同事在那里摸索奋斗了两个月，也没有提取出合适的卵母细胞。
　　“没办法，只能摸着石头过河。”张鹏说。
　　来年春天，他们再一次来到新疆。这一回，天气慢慢变暖，他们也终于找到了合适的卵母细胞。在把绵羊“体细胞”引入卵母细胞的时候，科研人员还做了一项新的尝试：在细胞核里“拼贴”了一段基因，希望鹏鹏体内能够合成一种不饱和脂肪酸——Omega-3。
　　Omega-3是人体必需的一种脂肪酸，科学实验证实，如果Omega-3摄入不足，心脏病、糖尿病、关节炎、类风湿和一些癌症的发病率就会提高。长期以来，人类一直通过深海鱼油等食品来补充自己所需的Omega-3，而这一回，中国的科研人员希望找到另一种途径，让其他的生物也能合成这种稀缺的成分。
　　张鹏介绍说，尽管深海鱼油中富含Omega-3，但鱼类并不能合成这种物质，它们只是食用了大量含有Omega-3的海藻而已。事实上，高等动物都无法自己合成Omega-3——在进化的过程中，这个基因已经被丢掉了。