冷冻细胞不同于冷冻尸体
其实,通过冷冻细胞进行克隆并不是什么新鲜事。第一只克隆动物多利就是利用的冷冻细胞。为多利提供遗传信息的“基因母亲”早在多利出生前3年就已经死去,研究人员冷冻保存了其活着的时候提取的乳腺细胞,后来用于克隆多利。而前不久黄禹锡也成功利用一只死于2002年的宠物狗米西(Missy)的冷冻细胞,克隆出了5只小狗,其中4只健康成长。
不过,这些方法都是从活的动物体内取出活的细胞,进行低温保护处理后才进行冷冻保存,这样,解冻后的细胞仍然具有活性。那么如果细胞已被冻死,还能否实现克隆呢?中科院上海生物化学与细胞生物学研究所李劲松与其合作者于今年5月在美国《生殖生物学》杂志上发表论文称,他们已在去年第一次利用完全冻死的细胞成功培育出了克隆鼠。
“要确定长期冻存的动物能否克隆,首先要考虑细胞在冻死后是否还能进行克隆,也就是说核物质及染色体是否仍然保持完整性,这是第一步;而第二步才是试验从冷冻的尸体中取出的细胞还能否进行克隆。我们做的是第一步,他们做的是第二步。我们比他们早5个月。”李劲松对记者说。
李劲松与其合作者先从活的老鼠身上取得活的细胞,然后不经防冻处理便将细胞放在零下80℃的温度下冷冻了近一年时间,使得细胞膜破裂,细胞完全死亡。随后,他们采取了与日本科学家同样的两步法,先进行核移植,建立胚胎干细胞系,然后再利用胚胎干细胞系进行二次核移植,得到克隆鼠。
“为什么通过这个方法能够获得克隆动物呢?据我们理解,原因之一可能是在建立胚胎干细胞系以后,这些细胞在体外培养的过程中可能有利于染色体上一些小的损伤的修复——毕竟细胞冻死以后染色体肯定会受到很多损伤;如果直接进行核移植,染色体便没有时间进行修复。所以我们猜想这个培养过程是有利于DNA修复的。”李劲松解释道。
“但原始动物是在死亡后整个尸体被冷冻起来的,而不单单是它的细胞。因此,利用冷冻细胞或冻死的细胞进行克隆,和从死亡后被冷冻起来的尸体中取出细胞再进行克隆,是有很大区别的。”若山照彦特别强调说。
复活猛犸象,难度大得多
若山照彦相信,他们的研究成果将能够应用于克隆“复活”那些保存在永久冻土中的已灭绝动物,比如猛犸象。“这必定非常困难,但它将不再是一个科学幻想。”若山照彦说。但其实,克隆猛犸象早已不仅是“科学幻想”,因为在2005年以前,韩国著名遗传学家黄禹锡就已经亲自动手操作过克隆试验了。当时他挪用了一大笔科研经费,从俄罗斯黑手党那里买来一些从西伯利亚冻土中挖出的猛犸象组织,前后共进行了3次尝试,均以失败告终。至于失败原因,中国农业大学李宁教授曾与黄禹锡私下探讨过此事,他告诉记者:“按黄禹锡的说法是,他还是没有得到完整的细胞。”
猛犸象全身长满耐寒的长毛,所以又叫长毛象,大约在1万年前便已灭绝,但如今不少人相信可以通过克隆来使其复活。“之所以有人这样想是因为它和别的化石不一样,”中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员邓涛解释道,“比如恐龙化石已经彻底变成石头,没有留下什么软组织了;而一些猛犸象化石则完好地保存在西伯利亚冻土里面,就像是冷冻在冰箱里一样,因此它的软组织都保存下来。所以相对于其他化石来讲,猛犸象实现克隆的可能性是最大的。”
不过,即使能够完整地得到猛犸象的遗传信息,想要最终将其克隆出来还有很多困难。首先就是必须找到合适的卵母细胞提供者。对于猛犸象来说,非洲象可能是最好的选择了,“但现代非洲象和古代猛犸象之间的生物学差异很大,要进行跨种克隆恐怕很难。”李宁教授解释说,跨种克隆只能在两个亚种之间进行,不能相隔太远,比如曾经有人尝试用老鼠和兔子、牛和羊进行克隆,结果虽然可以发育成早期胚胎,却从来没能真正出生过。“跨种克隆成功的前提之一就是,这两个亚种通过人为手段进行交配后,可以自然繁殖出后代。而猛犸象和非洲象会怎么样,没有人知道。”
此外,为猛犸象找代孕母亲也是一件麻烦事。“猛犸象比现在的非洲象体型大,如果用非洲象来生猛犸象,可能会有问题。”
濒危动物的最后选择
除了“复活”已灭绝生物,若山照彦认为他们的研究还有另一个重要意义,那就是通过克隆保护濒危动物,保护基因多样性。
如今在全世界范围内,有许多致力于扩大濒危物种种群规模的克隆计划,不过要实施这些计划,都需要对动物细胞进行冷冻,并且在冷冻前做必要的低温防冻处理,以保证细胞解冻之后仍然存活。“但很多动物园没有能力去获取动物细胞,并且用那样复杂的方式保存它们。”美国先进细胞技术公司的罗伯特·兰扎(Robert Lanza)在《新科学家》杂志上表示,“不过他们可以做到把死去的动物放进塑料袋然后冻到冰箱里去。”同样认可这项研究成果的还有南非国家动物园的保罗·巴特斯(Paul Bartels),他表示他将会要求生物学家们冷冻那些已经死亡的濒危动物的尸体。“我们将通过各种方法,让尽可能多的研究濒危物种的生物学家都注意到这项研究。”
不过尽管如此,绝大多数自然保护主义者还是认为,克隆只是在其他所有保护方法都失败的情况下的最后一种选择。因为克隆不是防止动物灭绝的制胜法宝。濒危动物所面临的最大问题是栖息地的消失、大规模捕猎以及气候变化。克隆技术只能让它们在动物园里苟延残喘,既不能有利于它们的进化,也无法改变致使其濒临灭绝的根源。

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