克隆技術的誘人前景是什麼

『壹』 克隆技術有哪些誘人的前景

克隆技術已展示出廣闊的應用前景，概括起來大致有以下四個方面：
（1）培育優良畜種和生產實驗動物；（2）生產轉基因動物；（3）生產人胚胎幹細胞用於細胞和組織替代療法；（4）復制瀕危的動物物種，保存和傳播動物物種資源。以下就生產轉基因動物和胚胎幹細胞作簡要說明。

『貳』 克隆技術的應用前景

奇妙的克隆技術已展示出廣闊的應用前景，概括起來大致有以下四個方面：
（1）培育優良畜種和生產實驗動物；
（2）生產轉基因動物；
（3）生產人胚胎幹細胞用於細胞和組織替代療法；
（4）復制瀕危的動物物種，保存和傳播動物物種資源。
以下就生產轉基因動物和胚胎幹細胞作簡要說明。
轉基因動物研究是動物生物工程領域中最誘人和最有發展前景的課題之一，轉基因動物可作為醫用器官移植的供體、作為生物反應器，以及用於家畜遺傳改良、創建疾病實驗模型等。但目前轉基因動物的實際應用並不多，除單一基因修飾的轉基因小鼠醫學模型較早得到應用外，轉基因動物乳腺生物反應器生產葯物蛋白的研究時間較長，已進行了10多年，但目前在全世界范圍內僅有2例葯品進入3期臨床試驗，5～6個葯品進入2期臨床試驗；而其農藝性狀發生改良、可資畜牧生產應用的轉基因家畜品系至今沒有誕生。轉基因動物製作效率低、定點整合困難所導致的成本過高和調控失靈，以及轉基因動物有 性繁殖後代遺傳性狀出現分離、難以保持始祖的優良勝狀，是制約當今轉基因動物實用化進程的主要原因。
體細胞克隆的成功為轉基因動物生產掀起一場新的革命，動物體細胞克隆技術為迅速放大轉基因動物所產生的種質創新效果提供了技術可能。採用簡便的體細胞轉染技術實施目標基因的轉移，可以避免家畜生殖細胞來源困難和低效率。同時，採用轉基因體細胞系，可以在實驗室條件下進行轉基因整合預檢和性別預選。在核移植前，先把目的外源基因和標記基因（如LagZ基因和新黴素抗生基因）的融合基因導入培養的體細胞中，再通過標記基因的表現來篩選轉基因陽性細胞及其克隆，然後把此陽性細胞的核移植到去核卵母細胞中，最後生產出的動物在理論上應是100%的陽性轉基因動物。採用此法，Schnieke等（Bio Report，1997）已成功獲得6隻轉基因綿羊，其中3隻帶有人凝血因子IX基因和標記基因（新黴素抗性基因），3隻帶有標記基因，目的外源基因整合率高達50%。Cibelli（Science，1997）同樣利用核移植法獲得3頭轉基因牛，證實了該法的有效性。由此可以看出，當今動物克隆技術最重要的應用方向之一，就是高附加值轉基因克隆動物的研究開發。
胚胎幹細胞（ES）是具有形成所有成年細胞類型潛力的全能幹細胞。科學家們一直試圖誘導各種幹細胞定向分化為特定的組織類型，來替代那些受損的體內組織，比如把產生胰島素的細胞植入糖尿病患者體內。科學家們已經能夠使豬ES細胞轉變為跳動的心肌細胞，使人ES細胞生成神經細胞和間充質細胞和使小鼠ES細胞分化為內胚層細胞。這些結果為細胞和組織替代療法開辟了道路。1998年，科學家已成功分離到人ES細胞（Thomson等，1998，Science），而體細胞克隆技術為生產患者自身的ES細胞提供了可能。把患者體細胞移植到去核卵母細胞中形成重組胚，把重組胚體外培養到囊胚，然後從囊胚內分離出ES細胞，獲得的ES細胞使之定向分化為所需的特定細胞類型(如神經細胞，肌肉細胞和血細胞），用於替代療法。這種核移植法的最終目的是用於幹細胞治療，而非得到克隆個體，科學家們稱之為「治療克隆」。
克隆技術在基礎研究中的應用也是很有意義的，它為研究配子和胚胎發生，細胞和組織分化，基因表達調控，核質互作等機理提供了工具。
作為一個新興的研究隊 在實踐中，克隆動物的成功率還很低，維爾穆特研究組在培育「多利「的實驗中，融合了277枚移植核的卵細胞，僅獲得了「多利」這一隻成活羔羊，成功率只有0.36%，同時進行的胎兒成纖維細胞和胚胎細胞的克隆實驗的成功率也分別只有1.7%和1.1%，即使是使用「檀香山」技術，以分化程度較低的卵丘細胞為核供體，其成功率也只有百分之幾。
此外，生出的部分個體表現出生理或免疫缺限。以克隆牛為例，日本、法國等國培育的許多克隆牛在降生後兩個月內死去；到2000年2月，日本全國已共有121頭體細胞克隆牛誕生，但存活的只有64頭。觀察結果表明，部分犢牛胎盤功能不完善，其血液中含氧量及生長因子的濃度都低於正常水平；有些牛犢的胸腺、脾和淋巴腺未得到正常發育；克隆動物胎兒普遍存在比一般動物發育快的傾向，這些都可能是死亡的原因。
即使是正常發育的「多利」，也被發現有早衰跡象。染色體的末端被稱為端粒，它決定著細胞能夠分裂的次數：每一次分裂端粒都會縮短，而當端粒耗盡後細胞就失去了分裂能力。1998年，科學家發現「多利」的細胞端粒比正常的要短，即其細胞處於更衰老的狀態。當時認為，這可能是用成年綿羊的細胞克隆「多利」造成的，使其細胞具有成年細胞的印記，但這一解釋目前受到了挑戰，美國馬薩諸塞州的醫生羅伯特·蘭扎等用培養的衰老細胞克隆牛，得到6頭小牛，出生5～10個月後發現這些克隆牛的端粒比普通同齡小牛要長，有的甚至比普通新生小牛的端粒還長。現在還不清楚這一現象的原因，也不清楚為何與「多莉「的情況有巨大差別。但這一實驗說明，在一些情況下克隆過程能改變成熟細胞的分子鍾，使其「恢復青春」，關於這種變化對克隆動物壽命的影響，還有待於進一步觀察。
除了以上的理論和技術障礙外，克隆技術（尤其是在人胚胎方面的應用）對倫理道德的沖擊和公眾對此的強烈反應也限制了克隆技術的應用。但幾年來克隆技術的發展表明，世界各科技大國都不甘落後，誰也沒有放棄克隆技術研究。這一點上英國政府的態度非常具有代表性，在1997年2月底宣布中止對「多莉」研究小組投資後不到1個月，英國科技委員會就對克隆技術發表專題報告，表明英國政府將重新考慮這一決定，認為盲目禁止這方面的研究並不是明智之舉，關鍵在於建立一定的規范利用它為人類造福。
一個細菌經過20分鍾左右就可一分為二；一根葡萄枝切成十段就可能變成十株葡萄；仙人掌切成幾塊，每塊落地就生根；一株草莓依靠它沿地「爬走」的匍匐莖，一年內就能長出數百株草莓苗……凡此種種，都是生物靠自身的一分為二或自身的一小部分的擴大來繁衍後代，這就是無性繁殖，無性繁殖的英文名稱叫「Clone」，譯音為「克隆」。
自然界的許多動物，在正常情況下都是依靠父方產生的雄性細胞（精子）與母方產生的雌性細胞（卵子）融合（受精）成受精卵（合子），再由受精卵經過一系列細胞分裂長成胚胎，最終形成新的個體，這種依靠父母雙方提供性細胞、並經兩性細胞融合產生後代的繁殖方法就叫有性繁殖，但是，如果我們用外科手術將一個胚胎分割成兩塊，四塊、八塊……最後通過特殊的方法使一個胚胎長成兩個、四個，八個……生物體，這些生物體就是克隆個體，而這兩個、四個、八個……個體就叫做無性繁殖系（也叫克隆）。
1979年春，中國科學院武漢水生生物研究所的科學家用鯽魚囊胚期的細胞進行人工培養，經過385天59代連續傳代培養後，用直徑10微米左右的玻璃管在顯微鏡下從培養細胞中吸出細胞核，在此同時，除去鯽魚卵細胞的核，讓卵細胞留出空間作好接納囊胚細胞核的准備，一切准備就緒後，把玻璃管吸出的核移放到空出位置的鯽魚卵細胞內，得到了囊胚細胞核的卵細胞在人工培養下大部分夭亡了，在189個這種換核卵細胞中，只有兩個孵化出了魚苗，而最終只有一條幼魚渡過難關，經過80多天培養後長成8厘米長的鯽魚。這種鯽魚並沒有經過雌、雄細胞的結合，僅僅是給卵細胞換了個囊胚細胞的核，實際上是由換核卵產生的，因此也是克隆魚。
在克隆鯽魚出現之前，英國牛津大學的科學家已經在1960年和1962年，先後用非洲一種有爪的蟾蜍（非洲爪蟾）進行過克隆試驗。試驗方式是先用紫外線照射爪蟾卵細胞，破壞其中的核，然後依靠高超的外科手術從爪蟾蝌蚪的腸上皮細胞、肝細胞、腎細胞中取出核，並把這些細胞的核精確地放進已被紫外線破壞了細胞核的卵細胞內，經過精心照料，這些換核卵中終於有一部分長出了活蹦亂跳的爪蟾，這種爪蟾也不是經過精細胞和卵細胞州結合產生的，所以也是克隆爪蟾。
我國著名生物學家童第周先生在1978年成功地進行了黑斑蛙的克隆試驗，他將黑斑蛙的紅細胞的核移人事先除去了核的黑斑蛙卵中，這種換核卵最後長成能在水中自由游泳的蝌蚪。
魚類換核技術的成熟和兩棲類換核的成功，使一批從事良種培育工作的科學家激動不已，既然鯽魚的囊胚細胞核取代鯽魚卵細胞核後能得到克隆魚，那麼異種魚換核能否得到新的雜種魚呢？我國科學家首先提出了這個問題，也首先解決了這個問題，就是培養克隆鯽魚成功的那個研究所，設法把鯉魚胚胎細胞的核取代了鯽魚卵細胞的核。鯉魚細胞核和鯽魚卵細胞質居然能相安無事，並開始了類似受精卵分裂發育的過程，最後長出有「胡須」的「鯉鯽魚」，這種魚有「胡須」，生長快，完全像鯉魚，但它的側線鱗片數和脊椎骨的數目與鯽魚相同，而且魚味鮮美不亞於鯽魚。這種人工克隆新魚種的出現為魚類育種開辟了新途徑。
對科學的追求是永無止境的，魚類，兩棲類克隆的成功自然而然地使科學家把目光投向了哺乳類。美國和瑞士的科學家率先從灰色小鼠的胚胎細胞中取出細胞核，用這個核取代黑色小鼠受精卵細胞核。實際上，這個黑色小鼠的受精卵在精細胞核剛進入卵細胞後，就把精細胞核連同卵細胞的核一起除去。灰鼠胚胎細胞的核移人黑色小鼠的去核受精卵後，在試管里人工培養了四天，然後再把它植人白色小鼠的子宮內、經幾百次灰、黑、白這樣的操作以後，白色小鼠終於生下了三隻小灰鼠。
1996年2月27日出版的英國「自然」雜志公布了愛丁堡羅斯林研究所威爾莫特等人的研究成果：經過247次失敗之後，他們在前年7月得到了一隻名為「多莉」的克隆雌性綿羊。
「多莉」綿羊是如何「創造」出來的呢？威爾莫特等學者先給「蘇格蘭黑面羊」注射促性腺素，促使它排卵，得到卵之後，立即用極細的吸管從卵細胞中取出核，與此同時，從懷孕三個月的「芬多席特」六齡母羊的乳腺細胞中取出核，立即送入取走核的「蘇格蘭黑面羊」的卵細胞中，手術完成之後，用相同頻率的電脈沖刺激換核卵，讓「蘇格蘭黑面羊」的卵細胞質與「芬多席特」母羊乳腺細胞的核相互協調，使這個「組裝」細胞在試管里經歷受精卵那樣的分裂、發育而形成胚胎的過程，然後，將胚胎巧妙地植人另一隻母羊的子宮里。到2012年7月，這只「護理」體外形成胚胎的母羊終於產下了小綿羊「多莉」。"多莉"不是由母羊的卵細胞和公羊的精細胞受精的產物，而是「換核卵」一步一步發展的結果，因此是「克隆羊」。
「克隆羊」的誕生，在世界各國引起了震驚，它難能可貴之處在於換進去的是體細胞的核，而不是胚胎細胞核。這個結果證明：動物體中執行特殊功能、具有特定形態的所謂高度分化的細胞與受精卵一樣具有發育成完整個體的潛在能力。也就是說，動物細胞與植物細胞一樣，也具有全能性。
克隆技術會給人類帶來極大的好處，例如，英國PPL公司已培育出羊奶中含有治療肺氣腫的a-1抗胰蛋白酶的母羊。這種羊奶的售價是6千美元一升。一隻母羊就好比一座制葯廠，用什麼辦法能最有效、最方便地使這種羊擴大繁殖呢？最好的辦法就是「克隆」。同樣，荷蘭PHP公司培育出能分泌人乳鐵蛋白的牛，以色列LAS公司育成了能生產血清白蛋白的羊，這些高附加值的牲畜如何有效地繁殖？答案當然還是「克隆」。
母馬配公驢可以得到雜種優勢特別強的動物——騾，騾不能繁殖後代，那麼，優良的騾如何擴大繁殖？最好的辦法也是「克隆」，我國的大熊貓是國寶，但自然交配成功率低，因此已瀕臨絕種。如何挽救這類珍稀動物？「克隆」為人類提供了切實可行的途徑。
克隆動物還對於研究癌生物學、研究免疫學、研究人的壽命等都有不可低估的作用。
不能否認，「克隆綿羊」的問世也引起了許多人對「克隆人」的興趣，例如，有人在考慮，是否可用自己的細胞克隆成一個胚胎，在其成形前就冰凍起來。在將來的某一天，自身的某個器官出了問題時，就可從胚胎中取出這個器官進行培養，然後替換自己病變的器官，這也就是用克隆法為人類自身提供「配件」。
有關「克隆人」的討論提醒了人們，科技進步是一首悲喜交集的進行曲。科技越發展，對社會的滲透越廣泛深入，就越有可能引起許多有關的倫理、道德和法律等問題。我想用諾貝爾獎獲得者，著名分子生物學家J.D.沃森的話來結束本文：「可以期待，許多生物學家，特別是那些從事無性繁殖研究的科學家，將會嚴肅地考慮它的含意，並展開科學討論，用以教育世界人民。」