克隆之謎
克隆一詞是由clone音譯而來,在音譯名出現以前曾有一個意譯名--無性繁殖系,指由單一細胞或共同祖先經有絲分裂得到的細胞群體或有機群體。
我們通過細胞培養可以得到一個細胞克隆。在微生物實驗時,通過倒平皿,我們可以得到一個個的菌落,這些菌落其實就是細菌的克隆。可見克隆原來是個名詞,指一群細胞或一群個體。隨著分子生物學的發展,出現了核移植與基因工程之類的操作。核移植操作可以得到重建細胞,重建細胞可以繁殖成一個無性系;基因工程操作可以將某一被選定的基因拼接到質粒的復制子上,隨著復制子的復制也能得到dna分子的無性系。于是,有人就把這類操作稱作克隆,即將clone一詞由名詞轉化成動詞,并將核移植稱為 nuclear cloning(核克隆),通過基因工程得到dna分子的無性系稱為molecular cloning(分子克隆)。在這里克隆是一種實現無性繁殖(a*ual reproduction)的操作,是一種顯微操作或分子生物學操作,而不是一般意義上的無性繁殖(或無性繁殖操作)。這也許正是克隆一詞能夠存在而不被無性繁殖替代的原因。
多利羊又稱克隆羊,其實是用核克隆技術產生的羊。有人說,只有多利羊才是真正的克隆羊,其他報導,如克隆豬、克隆牛等,由于它們是由胚胎細胞發育而成的,而胚胎細胞是有性繁殖產生的,所以,不是真正意義上的克隆。這是一種誤解,是由于對有性過程在時間上把握不準所造成的。有性過程到受精卵、即合子形成時即告結束,合子分裂一旦開始即與有性過程無關了。如果說分裂后的胚胎細胞是有性繁殖產生的,那么,體細胞追究下去也是有性繁殖產生的。但事實上它們都是由合子經有絲分裂逐漸產生的。這就是說,有性繁殖實際上是經過一次有性過程和許多次無性過程,最后產生一個成活的后代而實現的。從胚胎中取出一個細胞使之發育成一個個體,這顯然應屬于無性繁殖。所以,從這個意義上講,杜里舒是克隆技術(細胞克隆技術)的創始人,他的將兩分裂球時期的細胞分開,使之發育成兩個海膽的實驗,是最早的克隆實驗。而人類的同卵雙生雙胞胎,就是經天然細胞克隆化產生的。而克隆豬、克隆牛,如果是經核移植育成的,則不管供核細胞是來自早期胚胎細胞,還是已分化細胞,均屬于真正意義上的克隆技術,而且是比杜里舒的水平高得多的克隆技術。
這里順便提一下,因為中文詞不能從詞形上看出詞性,所以,"細胞克隆"一詞既可看成名詞,又可看成動詞。作為名詞,細胞克隆指細胞的一個無性繁殖系。作為動詞,它與核克隆、分子克隆對應,指用細胞去無性繁殖。為了與前者區別,作者建議該意思可用"細胞克隆化"或"細胞克隆技術"來表達。應用細胞克隆技術,可將細胞克隆成一個無性繁殖的細胞群體,如細胞培養中得到的克隆;也可使克隆后的細胞分化、發育成一個無性繁殖的個體,如杜里舒得到的海膽,某些研究者得到的克隆豬、克隆牛等。
多利羊與其它克隆動物的區別不在于是不是無性繁殖,而在于供核細胞的分化程度。早期胚胎細胞基本上是未分化細胞,即使是成形胚胎的已分化細胞,其細胞分化程度也遠低于成年個體的已特化細胞。能將已特化細胞克隆成一個成活的個體,從理論上講這是一次重大突破。這說明,已特化細胞的遺傳結構即使發生了變化,這種變化也不是不可逆的,至少特化至乳腺上皮細胞時還是如此。至于神經細胞、腦細胞的特化是不是不可逆的,也可用核移植的方法檢驗。不過可以預料,克隆神經細胞,難度肯定要高于乳腺上皮細胞。