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克隆牛研究坎坷路漫漫

2004年10月06日
核移植技术被发明后很快应用到牛的身上,牛在农业、生物技术及人类医药方面起着重要作用。经过十几年努力,科学家已经掌握了一个可以对牛进行遗传调控及大规模克隆的系统。   最初阶段,用于牛克隆的供核细胞都是来源于早期胚胎的卵裂球,因为这些卵裂球被认为是相对未分化的细胞,易于进行克隆。然而,这一方法的效率却相对较低。。到目前为止,科学家尚未获得牛的胚胎干细胞,只获得了类胚胎干细胞、用这种细胞进行核移植后的胚胎仅能在体内发育到60天。1998年,《科学》杂志报道了美国科学家用培养的的携带外源基因的胎儿纤维细胞作为供核获得的4头转基因克隆牛。这是第一次报道用培养的牛分化细胞作为供核的核移植研究,而且该研究所用的细胞经体外转染后携带了B-半乳糖苷酶基因,这为以后大规模开展转基因生物反应器研究奠定了基础。7个月后,《科学》杂志再次报道日本科学家的克隆牛研究,这次用的是在体外培养数代后完全分化的卵丘细胞和输卵管上皮细胞。科学家在移植10枚重构囊胚后,共获得了8头克隆牛,其中4头不久后死亡。至此,体细胞克隆牛技术已经建立,但对于克隆牛过程中遇到的一些问题,尚没完全搞清楚,如克隆动物早衰、是否各种细胞类型均适合于克隆、克隆牛为何会出现这么多死亡现象等。

  1999年多利羊出现早衰的报道,使动物克隆的前景顿时暗淡下来,克隆研究陷入一个低谷。2000年、美籍华人科学家杨向中所领导的课题组用来源于一头老龄(17岁)牛的皮肤细胞在体外传15代后用于核移植后获得了4头正常克隆个体,并且发现培养15代的细胞用于核移植还好与培养5代的细胞。这一结果又重燃起我们对克隆的希望。

  已报道的克隆牛所用的细胞类型很有限,那么是否其他类型的细胞也可以用于核移植呢?一些研究中用耳朵成纤维细胞、颗粒细胞、肌肉细胞、乳腺上皮细胞等获得了成功。2000年日本科学家用来源于雌性、雄性的成年、新生及胎儿各种细胞进行核移植,如卵丘细胞、输卵管上皮细胞、子宫上皮、皮肤、耳朵、心脏、肝脏、肾脏、肌肉、肺、睾丸、肠、乳腺、附睾等,结果发现囊胚发育率在各种细胞间及成年、新生及胎儿间均无差异。他们将172枚囊胚移植给134头受体后共获得了24头克隆牛。

  科学家研究发现,造成克隆牛胚胎在移植后35-60天大量死亡的根本原因是胎盘发育异常。他们还发现克隆胚胎在早期胚胎发育过程中会出现一些基因的转录异常,这些异常会导致胚胎活性下降。

  虽然制造克隆牛的效率不高,但存活下来的克隆牛是否也会出现一些异常呢?美国ACT公司2001年底在《科学》上对他们利用非休眠处理的体细胞进行核移植获得的24头克隆牛近况进行了描述。这24头克隆牛均已达到性成熟,对它们进行体检证明一切正常,没有发现有遗传缺陷、免疫缺陷、过于肥胖等现象。人工输精后,第一次便有87.5%的受孕,剩下的在第二次输精后也受孕。

  克隆牛技术除了在畜牧业生产上有着广泛的应用前景,还可以用于对濒危牛种的保护。新西兰科学家于1999年对最后一头ENDERBY ISLAND CATTLE BREED牛进行克隆研究,获得了两头克隆个体,其中一头存活下来。2000年,美国ACT公司利用异种核移植的方法克隆了一种濒危牛种(BOS GAURUS),这种牛的染色体数目是58条,而用于获取受体卵母细胞牛的染色体数目却是54条。科学家获得了一条名为“NOAH”的克隆牛,遗憾的是,这头牛在出生后2天死亡。他表示将继续这一研究以保护这种濒危的牛。

  综上所述。克隆牛技术有着广阔的应用前景,然而这一技术还存在不少问题,现有的研究已经观察到一些可能与克隆牛效率低有关现象,但均未找到根本的原因以及最终的解决办法,因此克隆牛的研究还有待于进一步深入。 

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