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世界首批克隆动物今何在?首只体细胞克隆猴诞生在中国

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在中科院神经科学研究所非人灵长类平台育婴室,克隆猴“中中”和“华华”被护士抱在怀里(1月22日摄)新华社发

制图/方磊

新闻背景>>>

孙悟空“拔毛变猴”成真

克隆猴为什么难?它的诞生有什么价值?

克隆猴有啥价值

疾病研究、新药测试

将大幅提速

在中国科学院神经科学研究所非人灵长类平台,世界上首只克隆猴“中中”,和她的妹妹“华华”除了体型大小略有差异,姐妹俩看不出什么区别。

她俩的基因,都来自同一个流产的雌性猕猴胎儿。科研人员提取了这个猕猴胎儿的体细胞(非生殖细胞),通过技术手段将其细胞核“植入”若干个“摘除”了细胞核的卵细胞。

克隆猴的诞生意味着什么?“意味着中国将率先建立起可有效模拟人类疾病的动物模型。”中科院神经所研究员孙强说,利用克隆技术,未来可在一年时间内,培育大批遗传背景相同的模型猴。这既能满足脑疾病和脑高级认知功能研究的迫切需要,又可广泛应用于新药测试。

但由于小鼠和人类相差太远,针对小鼠研发的药物在人体检测时大都无效或有副作用。据了解,这是目前绝大多数脑疾病研究无法取得突破的一个主要原因。

中科院神经所所长蒲慕明院士说,克隆猴的成功,将为脑疾病、免疫缺陷、肿瘤、代谢等疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。“这是世界生命科学领域近年来的重大突破。”他说。

克隆猴有何难点

三大难点抬高门槛

2010年,美国俄勒冈灵长类研究中心的著名科学家米塔利波夫率领团队成功移植了克隆猴胚胎,但胚胎发育至81天,以流产告终。

孙强介绍,克隆猴主要有三个难点。难题之一,是细胞核不易识别,“去核”难度大。作为受体的卵细胞,必须先把细胞核“摘除”,才能容纳体细胞的细胞核这个“外来户”。但是,猴的卵细胞核去核难度非常大。

难题之二,是卵细胞容易提前激活。克隆过程中,体细胞的细胞核进入卵细胞时,需先“唤醒”卵细胞,然后才启动一系列发育“程序”。因此,“唤醒”的时机要求非常精准。但是,使用传统方式,猴的卵细胞很容易被提前“唤醒”,往往导致克隆“程序”无法正常启动。

难题之三,是体细胞克隆胚胎的发育效率低。被转移到卵细胞里的细胞核,突然要扮演受精卵的角色,“赶鸭子上架”很不适应,需要科学家采取多种手段“保驾护航”。如果“保驾”不力,绝大多数克隆胚胎都难以正常发育,往往胎死腹中。

克隆猴之后做什么

不考虑对人类

进行相关研究

孙强介绍,本月底第3只体细胞克隆猴“梦梦”将诞生。

“克隆非人灵长类动物的唯一目的是服务人类健康,但科研人员不考虑对人类进行相关研究。”蒲慕明说。

科学家认为,由于猴子与人在基因方面非常相近,克隆猴研究对于开发治疗人类疾病的新疗法等将会起到巨大的促进作用。

“这也是‘全脑介观神经联接图谱’国际大科学计划的关键技术。”蒲慕明说,我国目前在该领域处于国际领跑地位,将进一步使我国成为世界脑科学人才的汇聚高地。

中科院院长白春礼表示,除了在基础研究上有重大意义外,此项成果也将推动我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,为应对我国人口健康领域的重大挑战做出贡献。据新华社

链接>>>

体细胞克隆猴

与胚胎细胞克隆猴有何区别

2000年,美国就诞生了胚胎细胞克隆猴,体细胞克隆猴与胚胎细胞克隆猴有什么不同?体细胞克隆与胚胎克隆相比的优势在哪里呢?

简单地说,胚胎细胞克隆就像是同卵双胞胎,理论上说,它不能无限分裂,也就是说不能够制造足够多具有相同遗传背景的动物。但体细胞克隆不同,理论上说,它可以产生无限量具有相同背景的动物。同时,体细胞克隆在基因编辑上也更简单。中国科学院神经科学研究所所长蒲慕明说:“基因编辑在胚胎克隆上有很多问题无法解决,比如脱靶等。但在体细胞克隆上进行基因编辑时,这些问题都比较容易解决。”

用一把毫毛,变出千百个一模一样的猴子——《西游记》里的神话正在成为现实。中国科学院公布,世界上首只体细胞克隆猴“中中”于2019-05-25诞生,10天后第二只克隆猴“华华”诞生。国际权威学术期刊《细胞》北京时间1月25日以封面文章形式在线发布该成果。这意味着中国科学家成功突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题。

自1996年第一只克隆羊“多利”诞生以来,21年间,各国科学家先后克隆了牛、鼠、猫、狗等动物,这些动物如今怎么样了?

1.

克隆羊『多利』

活到了6岁,曾产下4只小羊

名字:多利

出生时间:1996年

7月5日

来自:乳腺细胞

成就:

证明了一个哺乳动物的特异性分化的细胞也可以发展成一个完整的生物体

2019-05-25,多利在苏格兰首府爱丁堡以南几英里的一个小山村诞生。它是一只雌性绵羊,也是世界第一个成功克隆的人工动物,由乳腺细胞发育而来。

多利的诞生,证明了一个哺乳动物的特异性分化的细胞也可以发展成一个完整的生物体,为“克隆”这项生物技术奠基了进一步的发展。多利一生都待在罗斯林研究所。它没有父亲,但有三个母亲:一个提供DNA,另一个提供卵子,还有一个负责代孕。

2001年,多利患上了关节炎,不幸的是,2019-05-25,兽医检查发现多利患有严重的进行性肺病,这种病在目前还是不治之症,多利最终被处以“幸福”地死亡。

多利的尸体已被制成标本,存放在苏格兰国家博物馆。多利的早夭引起了人们对克隆动物是否会早衰的担忧。多利曾与一只威尔士山羊交配,产下4只羊羔,目前这4只绵羊已接近10岁。但由于这些绵羊没有更多的科学价值,所以研究人员也计划对其实施安乐死。

2.

克隆牛『委委』

生产数量不受限制,优质奶牛大批复制

名字:委委

出生时间:2002年

1月

来自:体细胞

成就:

许多优良品种大批得到复制,对畜牧业特别是肉牛和乳牛业具有重大意义

2019-05-25,日本科学家宣布,他们利用成年动物体细胞克隆的两头牛犊顺利诞生。

2002年1月,我国第一只克隆牛在鲁西南五里墩出生,名叫“委委”,这是我国首次完全由自己的工程技术繁殖成活的体细胞移植克隆牛。“委委”出世不到1小时就不幸夭折。在随后的20天内,另外的十几只克隆牛先后诞生,创下中国单批克隆牛数量之最。

这批克隆牛是用成年牛的体细胞克隆出来的,被克隆的样本分肉牛和奶牛两个品种,克隆用的体细胞均取自两头牛的耳朵部位。

克隆牛可以人为决定繁殖品质最优秀的牛,还可以控制性别。高品质牛的克隆胚胎生产数量几乎不受限制,克隆牛对畜牧业特别是肉牛和乳牛业具有重大意义,许多优良品种大批得到复制。有效加快我国畜牧业品种的改良进程。

3.

克隆猫『CC』

首只被克隆的宠物,毛色性格和原型差别大

名字:CC

出生时间:2001年

12月22日

来自:胚胎

成就:

基因提供者可以影响到动物的毛皮颜色,代孕者的子宫环境也是重要因素

世界上首只成功存活的克隆猫诞生于2019-05-25,名叫“CC”。CC是世界上第一只克隆宠物。

CC的“原型”彩虹毛色有褐色、棕褐色和白色,然而CC在其白色的毛上却有灰色毛。彩虹的性格比较内向,但CC好管闲事且顽皮。科研人员指出,猫毛的颜色独特是因为“基因提供者可以影响到动物的毛皮颜色,代孕者的子宫环境也是重要因素”。专家表示,这正验证了一个观点,即克隆并不意味着复制,在决定一只猫的个性时,环境和基因同样重要。CC由美国德克萨斯州一大学培育。科学家们一共经历了188次失败,前后共培育出87个胚胎,但仅有两只猫怀孕,最后只有这么一个宝贝平安出世。

2006年12月,CC产下三只小猫。猫的寿命约15年左右,算算看,CC也进入老年期了。

4.

克隆狗『史努比』

后代仍在健康成长,寿命不比普通动物短

名字:史努比

出生时间:2005年

4月24日

来自:体细胞

成就:

克隆动物并不比普通动物寿命短,证明了克隆狗的生理繁殖能力和其他自然繁殖的犬无差异

2019-05-25,韩国秀岩生命研究院捧出了世界上第一只克隆狗,它被命名为史努比(Snuppy),系阿富汗猎犬(公犬)。史努比在10岁时去世,但同时史努比在首尔大学生活期间与另外一只母犬共同繁育了10只幼犬。目前,史努比的后代仍在健康成长。

之前外界一直在质疑克隆动物的寿命以及生育能力,而史努比的诞生无疑让这些猜疑都不攻自破。犬类的10岁相当于人类的70岁,以这样的年龄离世,说明克隆动物并不比普通动物寿命短,而史努比繁育的后代,也进一步证明了克隆狗的生理繁殖能力和其他自然繁殖的犬无差异的结论。

狗被认为是最难进行体细胞克隆的动物之一,克隆狗比克隆牛羊都要难。2019-05-25,我国首只克隆狗——比格犬“龙龙”在北京西北郊的昌平科技园区出生。

5.

克隆兔 (未命名)

生理习性与家兔没区别,爱吃青菜、萝卜

名字:未命名

出生时间:2007年

1月12日

来自:体细胞

成就:

克隆兔同样具有生殖能力,它可以和家兔交配产下后代。适合研究心血管疾病和眼科疾病及一些遗传疾病

2019-05-25,世界首例胎兔体细胞克隆兔在我国诞生。它是一只雌性兔子,顺利进入了成年期。

这只克隆兔在生理习性上和家兔没什么区别,同样爱吃青菜、萝卜,但为了保证它不生病,一般都是吃营养餐。这只克隆兔从没得过病。

此前,家兔的克隆是一个世界性难题。自多利羊诞生以后,世界多个科研机构开始克隆兔研究,但成功的极少。此次胎兔体细胞克隆实验,是用兔子胎儿的成纤维体细胞,经过克隆处理后植入代理的母兔“妈妈”体内;妊娠到期后经剖腹产获得克隆兔。

专家介绍,兔子和人的生理比较接近,适合研究心血管疾病和眼科疾病及一些遗传疾病。克隆兔同样具有生殖能力,它可以和家兔交配产下后代。

6.

克隆鼠『小小』

中国第一只克隆鼠已是爷爷辈了

名字:小小

出生时间:2009年

7月

来自:诱导多功能干细胞

成就:

生育了数百只第二代实验鼠,并已有超过100只第三代实验鼠

2009年7月,克隆鼠“小小”诞生。黑色的皮毛,长长的胡须,看上去与普通小鼠没有区别。

“小小”有着不凡之处,它是中国科学家首次用诱导多功能干细胞克隆出完整的活体实验鼠。先前国际上的研究始终未能成功,用诱导多功能干细胞培育的小鼠胎儿均胎死腹中。

“小小”已经是爷爷辈的克隆鼠了。事实上,研究小组2008年10月就培育出了克隆小鼠。当时共成功培育了27只实验鼠,虽然其中一些出生两天后便死亡,还有一些存在身体异常,但所有用来配对的12只实验鼠都成功生产出后代,并且这些第二代没有畸形现象。它们生育了数百只第二代实验鼠,并已有超过100只第三代实验鼠。

7.

克隆猪 (未命名)

“基因”来自美国,优良品种作为种猪

名字:未命名

出生时间:2009年

10月

来自:体细胞

成就:

保证了原有的生长快、产仔多、瘦肉率高的优点,而且节省了大量的进口种猪的费用,后代走进百姓的餐桌

2009年10月,18头种公猪在东北农业大学刘忠华课题组的培育下诞生。但很多小猪因缺氧而引起心肺等问题,最终只有6头成活。

这克隆小猪的“基因母亲”是一批来自美国的优质长白种猪。使用克隆技术繁殖的种猪保证了原有的生长快、产仔多、瘦肉率高的优点,而且节省了进口种猪的费用。

克隆技术第一次与普通百姓的生活直接联系起来,30个月后,东北农业大学克隆的美国优质种猪的后代走进百姓的餐桌。刘忠华教授解释,克隆技术只是复制了供体的优良基因,没有添加任何外来物质,与传统食品一样安全。目前,克隆出的优良品种将作为种猪,它们的儿子也将作为种猪推广。它们正在与普通猪一样饲养。饲养的费用与普通猪是一样的,额外增加的就是做完移植手术后需打几天青霉素的费用。

据新华社

8.

克隆狼『Snuwolf』

“原型”是一级野生保护动物

名字:Snuwolf

出生时间:2005年

10月

来自:体细胞

成就:

第一次克隆狼的成功率即达到16.7%,对一级野生动物保护起到重要作用

韩国首尔大学教授李柄千和申南植领导的研究小组2019-05-25和26日先后获得了两头体重分别为430克和530克的雌性克隆狼。两只克隆狼的名字分别为Snuwolf和Snuwolfy。

这两只克隆狼产自于狗妈妈。研究人员从首尔大公园饲养的灰狼耳朵上采集了体细胞,将从中提取的细胞核植入到剔除了细胞核的狗的卵子内,利用狗代孕,通过剖腹产手术,产出了克隆狼幼崽。灰狼是韩国环境部指定的一级野生保护动物。

据统计,克隆狗研究最初完成时克隆成功率只有0.8%,其后克隆狗的成功率上升到了25%。第一次克隆狼的成功率即达到16.7%。研究人员期待今后克隆成功率能保持在15%—25%水平。

责编:汉网

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