克隆。科学发现的历史和本质

克隆。科学发现的历史和本质

最重要的科学发现

克隆的历史始于四十年代遥远的苏联。随后，苏联胚胎学家 Georgy Viktorovich Lopashov 开发了一种将细胞核移植（移植）到青蛙卵中的方法。他于 1948 年 1948 月将他的研究结果寄给了《普通生物学杂志》。这位科学家倒霉了。 XNUMX 年 XNUMX 月，举行了臭名昭著的 VASKhNIL 会议，著名的遗传学斗士 T.D. 在生物学领域无可争议的领导地位。李森科。洛帕绍夫的文章集散落一地。还是会！在那里，证明了细胞核和其中所含的染色体在生物个体发育中的主导作用。正如俄罗斯科学史上经常发生的那样，美国胚胎学家布里格和金在五十年代进行了类似的实验。

该方法的进一步改进与 John Gurdon（英国）有关。他开始从青蛙的卵子中取出自己的细胞核，并将从特化细胞中分离出来的不同细胞核移植到其中。后来，他开始从成年有机体的细胞中移植细胞核。在某些情况下，带有外来核的格登卵发育到相当晚的阶段。在一百个中的一两个案例中，个体经历了变态阶段并变成了成年青蛙。诚然，它们是如此脆弱和有缺陷，以至于很难说是绝对准确的复制。

然而，围绕格登的研究有很多噪音。然后他们第一次开始谈论人类克隆。

正如医学科学博士 Leonid Ivanovich Korochkin 所写，动物克隆问题在俄罗斯也变得有趣：“哺乳动物克隆计划是两个实验室——我的实验室和 D.K. Belyaev 院士的联合工作的一部分，他们提请注意克隆和支持这方面的研究 1974 年，我什至在 VASKhNIL 会议上做了报告，发表在《动物的选择、选择和育种方法的遗传理论》一书中（新西伯利亚：Nauka，1976 年）并报告说“在目前，任务是获得哺乳动物的克隆”，并过早乐观地得出结论，认为这项任务非常困难，但从根本上是可以解决的。我们的举措最初得到了充足的资金，但很快国家就对它们失去了兴趣。我们做出的主要结论根据我们设法获得的结果，在试图获得哺乳动物的克隆时，认识到核移植是徒劳的。这种手术结果证明创伤太大，最好使用体细胞杂交的方法，即，通过将卵子与体细胞融合来转移外来细胞核，需要将其细胞核放入卵子中。扬·威尔穆斯 (Jan Wilmuth) 随后在获得绵羊多莉 (Dolly) 时使用的正是这种方法。顺便说一句，他的员工访问了苏联科学院新西伯利亚细胞学和遗传学研究所，并与曾经处理过克隆问题的员工交谈（当然，这并不意味着他肯定利用了他们的想法） ”

70 年代后期，瑞士裔美国人卡尔·伊门西 (Carl Illmensee) 发表了一篇文章，从中得知他成功获得了三只老鼠的克隆体。克隆繁荣再次取代了所有其他科学新闻，号角再次响起，宣布人类永生不朽的古老梦想已经实现，然而，可以通过一种特殊的方式实现——通过人工生产自身的相似副本。失望的痛苦很快就来了：谣言在科学界传播开来，说 Illmensee 的实验中有些东西是不干净的，没有人（即使是最熟练的实验者）也无法重现它们。最后，成立了一个权威委员会，终止了 Illmensee 的工作，认为它不可靠。这样一来，问题本身就受到了非常沉痛的打击，其可解性也受到质疑。一时间，风平浪静。突然间，就像晴天霹雳——绵羊多利！

1997 年 236 月，一份报告显示，在苏格兰爱丁堡市罗斯林研究所 Jan Wilmuth 的实验室中，他们能够克隆出一只绵羊。众所周知，XNUMX 个实验中只有一个成功。这就是绵羊多莉的诞生方式，其中包含三年前死亡的成年绵羊的遗传物质。

将提取的卵放入添加了胎牛血清的人工营养培养基中，温度为37摄氏度，并进行去除自身细胞核的手术。不同的供体细胞被用来为卵子提供来自克隆生物的遗传信息。最方便的是成年怀孕绵羊乳腺的二倍体细胞。

L.I. Korochkin 指出：“发育中的胚胎在人工化学环境或绵羊输卵管中培养了 6 天，并用靠近子宫角的结扎线绑扎。它们可能在出生前就已经发育好了。”

由 Ryuzo Yanagimachi 领导的檀香山大学的一组科学家决定改进 Wilmut 方法。他们发明了一种微量移液器，可以无痛地从体细胞中取出细胞核并将其移植到去核卵子中。 Yanagimachi 小组的另一个“诀窍”是使用围绕卵子的分化程度相对较低的细胞核作为供体。

被移植的细胞核，在某个方向上分化，在此之前的卵子的细胞质，可以说，以不同的方式工作。为了确保细胞核和细胞质之间的自然核-细胞质关系，他们实现了卵子中发生的过程与移植到其中的细胞核的同步。

Wilmuth 和檀香山科学家的研究无疑取得了杰出的成就。但应谨慎评估其进一步发展的前景。获得这种特殊动物的绝对精确副本非常困难。至少，比刚开始了解这个问题时看起来要困难得多。主要原因是动物个体发育过程中细胞核的结构和功能变化是相当深刻的。如果某些基因正在积极工作，那么其他基因就会失活并“沉默”。胚胎本身就是这种功能不同基因分布场的一种镶嵌。动物在等级进化阶梯上越高，生物的专业化程度越高，变化越深，也越难逆转。

“在某些生物体中，”Korochkin 写道，“例如，在众所周知的肠道寄生虫蛔虫中，未来生殖细胞中的遗传物质在发育过程中保持不变，而在其他体细胞中，整个大片段 DNA 被抛出 - 载体遗传信息。在鸟类的红细胞（红细胞）中，细胞核萎缩成小块而不起作用，而在进化上比鸟类高的哺乳动物的红细胞中，它们通常被认为是不必要的而被丢弃。果蝇，果蝇，其他生物体固有的过程特别明显：选择性增殖，或者相反，缺乏这些是在不同组织中表现不同的 DNA 片段。最近，研究表明，在体细胞中，在它们的发育过程中，染色体的末端逐渐缩短，在生殖细胞中，一种特殊的蛋白质 - 端粒酶完成并恢复它们，也就是说，再次获得的数据仍然表明生殖细胞和体细胞之间存在显着差异。因此，问题是体细胞的细胞核是否能够完全和等效地替代生殖细胞的细胞核以确保胚胎的正常发育。

已经提到的 Carl Illmensee 研究了分化的果蝇细胞核如何能够确保这种动物从卵中正常发育。事实证明，目前胚胎发育正常，但在胚胎发生的早期阶段就已经观察到偏离常态，出现畸形，这样的胚胎甚至无法变成幼虫，更不用说成年苍蝇了. 在青蛙身上，作为一种不如哺乳动物发达的生物，核变化不太明显。同时，如前所述，克隆成功的百分比很低（1-2％）......

但就结构和细胞分化程度而言，哺乳动物比青蛙复杂得多。自然，他们的成功率至少不会更高。”

此外，不应忘记不同养母子宫发育状况的差异。这意味着在胚胎的不同发育条件下，相同的基因会以不同的方式表现出它们的作用。由于这样的基因有数千个，“克隆”完全相似的概率不会很高。

基于这一结论，专家们认为，例如，完全的人类克隆是不可能的。 “无事生非，”人类基因组测序项目负责人文特尔谈到克隆争议时说。 - 你可以创造一个看起来像你的双胞胎的人，但他的性格和兴趣与你相同的可能性接近于零。 “不可能‘复印’人，”这位科学家说。

作者：萨明 D.K.

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