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基因天堂

至一些恶性程度高的肿瘤细胞从形态上与尚未分化的胚胎细胞别无二致。 

　　总而言之，正常的机体绝不容许任何一个基因在错误的时间或错误的组织
里进行表达，这种精确的调控机制至今还仍是一个谜。 

　　我们还是言归正传，在多利诞生之前，很多学者都认为这种胚胎细胞的分
化过程不可逆转，按照那样的假设，用一个已经分化的成熟体细胞如乳腺细胞
来克隆个体将是无法实现的。然而多利羊的出现则毫不留情地证明了这种假设
的错误。 


<font color=green><b>不可完成的任务？</b></font>

　　和多利羊同时出名的便是“克隆”一词。其实，“克隆”这个概念在生物
学界早已不是什么新鲜事物。例如把一段DNA片段融和到宿主细菌的DNA中去，
伴随着细菌繁殖，这段DNA 片段也迅速获得了大量拷贝，这一过程就称为分子
克隆；此外，为了医药研究，常常需要制作某个细胞很多相同的拷贝，构成一
个细胞系，或称为细胞克隆。 

　　在以上场合里克隆大体上也就是获得相同的拷贝之意。不过，目前人们更
多倾向于把克隆的概念理解成用人工遗传操作动物的繁殖过程，而这门生物技
术叫克隆技术。这一克隆思想最先是由德国胚胎学家汉斯·施佩曼于1938年提
出的，他当时就建议从发育到后期的胚胎细胞中取出细胞核，将其转移到一个
卵子中，这可以认为是克隆的最初设想。 

　　之后，美国宾夕法尼亚州的一些研究者成功地从胚胎细胞中克隆出一只活
的青蛙。在随后的30年中，不断有人利用各种动物进行克隆技术研究。由于该
项技术几乎没有取得突破性进展，研究工作在80年代初期曾经一度进入低谷。
直到1984年，施特恩·维拉德森才培育出第一只胚胎克隆羊，并且其他科学家
重复这个实验也获得成功。1994年菲尔斯特博士也用晚期胚胎细胞成功地进行
了克隆牛试验。 

　　但以上一系列克隆成功的例子都有一个共同的特点，即均是用胚胎期细胞
作为材料。当然，科学家并非没有试图过用已经成熟的分化细胞来进行克隆。
但不幸的是，在多利之前，所有的尝试无一例外地都遭到了失败。 

　　一般来说，越是低等的生物，其成熟个体的细胞去分化能力越强。因此，
人们往往采用两栖动物——青蛙作为实验材料。其中，相对而言最成功的一次
要算20世纪80年代在费城的一些发育生物学家进行的试验。当时，他们用成
熟青蛙的红细胞甚至已经繁殖出一群充满活力的小蝌蚪（需要指出的是，青蛙
的红细胞具有细胞核，而人类的成熟红细胞中没有细胞核），实验的参与者对
那些可爱的精灵至今还记忆犹新：“它们长着漂亮的大眼睛，在水里快乐地游
来游去”然而不幸的是，它们在向成体青蛙变态过程中纷纷死去了。否则，至
少其中一只青蛙将会像多利羊一样闻名遐尔。　 

　　采用已分化细胞进行克隆试验，甚至连青蛙这样自身具有非常惊人的再生
能力的低等动物也无法圆满成功，不禁令研究者心灰意冷，以至于很多人纷纷
认为胚胎细胞向成熟体细胞的分化过程是不可逆的，这也就等于在宣布利用已
分化细胞是不可能克隆出一个成熟个体的。 


<font color=green><b>跨越天堑</b></font>

　　然而，苏格兰罗斯林研究所维尔穆特博士领导的科研小组却偏偏不信这个
邪，他们前前后后共花了约十年时间，经历了无数次失败。最终，在277次尝
试中，研究人员培育出了29个存活超过6天的胚胎，而这其中又只有多利成功
地分娩出生。 

　　多利的诞生依靠的却不仅仅是这个研究小组的重复努力或运气，而是因为
维尔穆特和他的同事并没有简单地重复前人所尝试的试验，却引入了一个虽然
看似简单但富有创意的步骤，从而终于取得克隆成功。 

　　我们不妨回顾一下多利羊诞生的过程。 

　　维尔穆特和他的同事们先从一只白脸成年母羊的乳腺中取出一些细胞，置
于培养皿中，并且把培养皿里的营养液浓度稀释到极低水平，这么做的目的是
使得这些细胞因“营养不良”而停止分裂，关闭它们那些活动的基因，从而进
入一种类似休眠状态。 

　　与此同时，研究人员又从一只苏格兰黑脸母羊的身体内取出一个尚未受精
的卵细胞，将其中的细胞核（自然也连同细胞核内部的DNA遗传物质）完整
吸除，仅留下一个只有细胞质而无胞核的“空卵细胞”。 

　　以上两步准备工作完成之后，研究人员把空卵细胞和一个正处于休眠状态
的供体细胞紧紧贴在一起，并施加一阵温和的脉冲电流，使得两个细胞融和为
一体，使得去核的空卵细胞内容纳了新的细胞核以及其中的DNA。然后再施加
第二次脉冲电流，模拟自然受精过程中的能量波，从而立即启动细胞进入分裂
过程。 

　　大约一周后，这个融和细胞已经分裂为一个多细胞的胚胎。维尔穆特的同
事们将这个胚胎植入另一只黑脸母羊的子宫内。这只母羊在经过几个月的怀孕
期后便成功地产下了一只欢蹦乱跳的白脸小羊羔，这就是大名鼎鼎的多利。需
要注意的是，多利不仅仅是借腹生子，而且还是借卵分裂的产物。即使仅从外
观就可以看出，多利是白脸，但无论是那只提供去核卵细胞的苏格兰母羊，还
是后面那只饱受怀孕与分娩之苦的母羊都是黑脸。而与多利一样是白脸的是那
只提供供体细胞核的母羊。 

　　在后来的DNA分析中也证实，多利和那只贡献出乳腺细胞的母羊携带的
遗传物质一模一样。也就是说，它们俩不仅同是白脸，而且所有一切受遗传因
素影响的特性都会完全一致。 

　　维尔穆特所领导的研究小组取得成功的关键在于前面所说的准备工作，即
把供体乳腺细胞与去核空细胞调整至同步化。如果是正常的精子和卵细胞，并
不存在这种同步化问题，因为它们已经处于分裂前期，随时准备结合。但是一
个成熟细胞，由于其内部绝大部分基因在分化过程中都被关闭，所以必须要有
一种方法能够激活这部分基因，使其回复到胚胎期那种未分化状态。维尔穆特
在准备工作里通过饥饿法令供体细胞进入长达一周左右的睡眠期，很可能正是
这个步骤影响了供体细胞的DNA，使其在与卵细胞融和并施加电流后，立刻从
睡眠状态苏醒，并且打开所有基因开始分裂行动。 

　　事实上，细胞融和及其以后的过程都是过去进行克隆试验的常规步骤，并
且使得维尔穆特成功的那一步关键步骤从技术角度讲，也是每一个熟练的生物
工程研究者必然掌握的，但是只有维尔穆特和他的同事巧妙地利用这一技巧跨
越了生物学界的一条鸿沟。 

　　由此可见，克隆羊的成功有清晰的实验思路，而不是凭借单纯地撞大运，
因此其他研究者能够依照葫芦画瓢同样成功地进行其他克隆实验，可以是羊，
可以是牛，并且，还可以延伸至最高等的哺乳动物——人。 

　　不过，我们必须承认，目前为止，克隆一个哺乳动物仍旧还是一项繁琐艰
辛的事。多利羊就是在近达300次的尝试中唯一幸存的一只。维尔穆特也毫不
隐晦地承认，根据他们在罗斯林研究所的实验表明，采用目前的技术手段，克
隆哺乳动物的死亡率无论在胚胎期还是在出生以后均较自然生殖高出许多。大
体而言，出生前的死亡率是自然生殖的10倍，出生后是3倍。很显然，这个在
羊身上能够最终成功的试验，目前对于人类仍然显得不切实际，因为人们无法
忍受如此之低的成功率。 


<font color=green><b>小说仍旧是小说</b></font>
　 
　　在维尔穆特和他的同事们通力协作下，生物学界抑或说整个人类的又一个
天堑被连为通途。然而，必须要指出的是，诸如前面那篇小说“爱因斯坦”或
者“侏罗纪公园”之类的情形还仍然无法实现。 

　　我在这里所说的“无法实现”，已然完全没有考虑任何伦理政策上可能的
阻碍，而的的确确是仅就技术角度而言的。这或许令你多少感觉有些缺乏刺
激，但却是不折不扣的事实。下面罗列的几项就是从目前技术水平出发仍旧不
可能的克隆事件： 

　　1．　像影片“侏罗纪公园”里所描绘的情形：一只保存在琥珀里面达上亿
年的昆虫体内有少许恐龙血迹，科学家从血迹里提取出恐龙DNA分子并以此
为原料克隆出恐龙。这还不可能！目前克隆只能以一个完整的细胞为材料而不
是单独的DNA分子。至于那些古生物化石，由于生物体的细胞结构也荡然无
存，自然更是无法进行克隆了。 

　　2．　克隆所用的细胞一定要取自活体，而不能是尸体。但是，这并不是说
在进行克隆实验时，供者还必须存活。如多利的供体羊在贡献出乳腺细胞后不
久就死亡，而这时克隆试验还根本没有开始，但这些细胞离体后一直置于实验
室的培养皿中严格冷冻起来处于休眠状态，直到开始试验才解冻苏醒。可见，
由于几十年前只是用防腐剂而没有用冷冻方法保存爱因斯坦的大脑，使得今天
要克隆出爱因斯坦还难以实现。　 

　　3．　即使那些在自然条件下冷冻起来的细胞也不能满足目前克隆的要求。
实验室里为了保证细胞以后能够苏醒，冷藏过程都经严格控制，这显然无法苛
求大自然也做到这一点。例如从北极圈永冻层中挖掘出的毛象尸体，如果要以
此克隆毛象尚需假以时日。 

　　或许，这么多不可能有如兜头一盆冷水浇灭了不少人已经开始的憧憬。但
我们完全有理由相信这些技术难关的攻克已为时不远。 


<font color=green><b>异曲同工</b></font>
　
　　其实多利羊早在1996年就已经诞生了，不过维尔穆特为了慎重起见，又观
察了近一年时间才将其论文正式发表。在此之前，整个事件都处于高度保密的
状态下。不过在论文发表的前几周，科学界就已经纷纷传言罗斯林研究所将要
有一件大事发生，但直到1997年2月27日，谜底方才彻底揭晓。一时间，整个
世界的目光都投向位于苏格兰爱丁堡附近一个小山村的罗斯林研究所，投向维
尔穆特及他的同事们，聚集向活蹦乱跳的多利羊。 

　　几乎所有伟大的突破总是不可避免地引起广泛的争论。当维尔穆特的研究
组将他们的克隆研究成果首次发表在英国《自然》杂志后，立刻就在生物学领
域引起了巨大轰动，并且这种反响像多米诺骨牌一样很快自生物学界内部传遍
到世界的每一个角落。不过，稍做冷静的分析后就不难发现一个有趣的现象，
虽然生物学领域内外的人士对多利都表现出相似的强烈反应，但两者聚焦的视
点却有着明显差异。 

　　生物领域的专业人士较多地把兴趣的焦点聚集在以下事实上：一个已分化
的成熟细胞（在多利羊这个具体例子里是一只母羊的乳腺细胞）竟然能够逆转
其分化过程。而克隆本身早已不是什么新鲜事。当然既往成功的先例都是利用
胚胎期细胞为材料。比如一种早已在畜牧业广泛采用的胚胎分离法，即在胚胎
早期将胚胎一分为二，这样就可以获得两头一模一样的克隆牛。正如威斯康星
大学的动物学家尼尔所说的：“真正新鲜的，并不是克隆哺乳类，而是能够从
非胚胎期的细胞克隆出哺乳动物。” 

　　但与此同时，据我的观察了解，大部分生物界之外的人并没有去关心什么
分化与未分化之间的区别，而是把目光更多地投向成功克隆哺乳动物这样一个
事实上。并且，人们几乎未加思索就迅速意识到既然科学家已经能够克隆羊，
那么也一定可以克隆人。因此人们争论的焦点也早已离开了多利羊本身，更多
地围绕着人类克隆这个敏感的话题展开。说实话，人们的这种关注不无道理。