開心笑的部落格

1997年2月英國科學雜誌《自然》報導用無性繁殖技術產生一隻取名為“多利”的“克隆羊”以來，此事引起了世界各國上至總統，下至公眾的廣泛討論，我國的新聞媒介也都有介紹和評論。 本文將介紹產生“多利”的運作原理。 
哺乳類和我們人類的卵細胞最先是由卵巢中的卵原細胞發生而來的。 卵原細胞與我們身體的其他細胞（稱為體細胞，以別於生殖細胞）一樣具有雙倍的遺傳物質，即為二倍體細胞。 它經過數次分裂，最終成為只含體細胞的一半的染色體（故稱單倍體）的成熟卵細胞。 當然，這種卵細胞是不可能發育成為一個新個體的，它必須與含有同樣只有單倍染色體的精子結合（即受精），重新成為雙倍體的受精卵（即合子）才能繼續發育下去，形成一個新生命。 從上述我們也就不難理解，這個新生命已分別接受母方（卵細胞）與父方（精子）各一半的遺傳特性了。 因此哺乳類的這種繁殖方式稱為有性繁殖。 
“克隆羊”或是其他克隆哺乳動物的“製造”，首先要取得上述的成熟卵細胞。 科學家們為了一次實驗獲得更多的卵，利用一種稱之為“超數排卵”技術，即給成年母羊注射孕馬血清促性腺激素及人絨毛膜促性腺激素。 這樣在它們的卵巢中一次便會有更多的卵成熟與排放。 當排卵時，科學家們即可藉手術或腹腔鏡取出這種成熟的卵細胞備用。 
卵細胞很小，主要由細胞核及細胞質兩大部分組成，一般只在80至100微米之間。 因此，科學家必須依靠一種稱為顯微注射儀的幫助，在放大幾十倍的條件下，用特製的極細玻璃管刺入卵內，將卵細胞核吸出。 這樣該卵便成為一個無核的細胞了，決不是如有的文章所說的它只是一個“空殼”，也就是說該卵已無核遺傳物質了。 

下一步要進行的是“核移植”，這是最關鍵的一步。 以往用於核移植的細胞核多為胚胎分裂球的細胞核，分裂球是指受精卵經過數次分裂而形成的極早期的胚胎細胞。 按照發育生物學的觀點與實踐，認為這種細胞本身是“全能性”的，意思是只要有一個這樣的細胞，它便可以發育成一個完整的胚胎。 譬如說一個早期胚胎由八個細胞組成，此時若將細胞一個個地分開，它們便可發育成為八個胚胎。 這表明分裂球的每個細胞核本來就具有分裂與增殖的能力。 為此科學家們對用早期胚胎細胞核進行移植而產生新個體不以為奇。 另外，在這裡我們還順便提一句，用上述細胞的分離或是稱胚胎切割所得到的個體不能稱為“克隆個體”。 
“多利”的新奇之處在於：第一，不用並挑出胚胎細胞的細胞核，而“裝入”體細胞（乳腺細胞）的細胞核，進行核移植，它也照樣可以分裂並發育成個體。 按照發育生物學的觀點，成年體細胞是一種“定向”了的，一定程度上分化了的細胞，即這種細胞的性質已經定型，是哪種類型的細胞和組織就是哪種類型的細胞和組織，正如乳腺細胞只能發育成乳腺組織一樣，不可能“再回頭”，重新獲得“全能性”。 然而，“多利”的成功依然說明，即使“方向已明”的體細胞在一定的條件下，仍然具有“全能性”。 第二，由於移入卵內的是體細胞，不僅含有雙倍的染色體，而且由此產生的後代細胞的染色體均是該體細胞的遺傳拷貝，因而由此發育而成的個體的遺傳物質與核供體的親本是一致的。 另外，由於“多利”的產生未經過精子與卵細胞結合的受精過程，屬於無性繁殖，故此稱為“克隆羊”，意思是“無性繁殖的羊”。 
核移植完成後，接著要將這種“核質融合”的卵置於體外培養，在它發育成早期胚胎（一般待它分裂至４～８個細胞），然後將它移植至子宮已可接受胚胎植入的另一隻母羊體內，直至羊羔出生。 在這過程中，科學家要找一頭合適的母羊，進行人工激素處理，使子宮內膜增厚，以便上述胚胎的“著床”與發育。 
從上描述不難看出，克隆羊的過程步驟很多，每步不慎都可能導致失敗。 “多利” 的產生固然是醫學生物學的一項重大突破，但仍有許多問題有待科學家們去探索。 例如，卵細胞質在這種合子雜交中起什麼作用？ 它是如何調控或刺激細胞分裂的，即用科學家們的語言說，它是如何重新程序性的開啟細胞核基因表達的？ 是否身體任何一種類型的體細胞，或是一個處於任何細胞週期的細胞核均可在卵細胞質中發育分裂？ 既然細胞質對細胞核有一定的影響，那麼“多利”是否在各方面只與供核親本一致，還是有些不同？ 克隆動物固然可保持供核親本的優點，是否帶來單親繁殖的更多缺點，如對疾病的抵抗力低，有更多的發生遺傳性疾病的可能性，甚至種屬的退化？
當然，“多利”的問世無論如何是對生物學與醫學的又一次沖擊，人們應該藉此契機更好地把握物種發育與遺傳的規律，在限制克隆技術不適當、甚至違背了倫理的同時，讓它更好的為人類造福。