人工克隆是一种复制遗传学上特征相同动物的新方法,它不仅较现行方法耗资低廉和简便易行,而且效率和效果更好。

人工克隆技术能够使克隆技术加速进入农业及养殖业,目的在于复制最优良产奶和产肉动物品种。南非自然资源保护学家不久将利用该技术克隆濒危物种。这项技术是由丹麦农业科学研究所加伯尔 · 瓦耶特(Gabor Vajta)和澳大利亚创新奶产品合作研究中心项目负责人伊恩 · 刘易斯(Ian Lewis)联合开发的。

美国威斯康星州克隆牛公司Infigen前总裁迈克尔 · 毕晓普(Michael Bishop)说:“这是朝克隆全过程自动化迈进的重大步骤。”

目前使用的关键克隆仪器是“微型操纵器”,这种昂贵的仪器可使专业技术人员在显微镜下捕获卵细胞,然后向卵细胞内插人一根极细的针头以吸出细胞核,再使用另一根针头从要克隆的动物身上取出一个细胞核移植到卵细胞内。另一种替代方法是将要克隆动物的细胞与空核卵细胞融合起来。这两种方法的操作过程既要求技艺高超又耗时费力。

而人工克隆新技术是在显微镜下将卵细胞分割成两半,分割后的半个细胞很快会愈合。然后标识出含有细胞核的另半个细胞并将核抛弃,仅留下空的“细胞质"。为了创造一个克隆胚胎,只需采用电流轰击就可以将取自成年动物的细胞先与一个细胞质融合,再与另一个细胞质融合。

目前以这种方法创造的奶牛胚胎有一半能存活到称为胚囊的细胞球团阶段,以备移植到子宫内。其成功率至少与现行技术标准一样。这种超越正常克隆技术方法的一大优势在于可用价格相对便宜的设备,而且更易于自动化操作。

一头由人工克隆生成的体态健康的小牛犊已经在澳大利亚诞生,另一头也将在近期出生。丹麦研究人员在初期测试中植入了7个奶牛胚囊,结果6个怀孕形成胚胎。经过150天妊娠期怀孕的母牛通常到达正常分娩期——目前仍有3头母牛处在妊娠期。相比之下,采用标准方法克隆的胚胎30天后怀孕存活的平均仅为25%。

要证实采用这种新技术创造的动物是否较正常克隆技术创造的动物更健康还为时尚早,不过后者往往无法达到正常分娩期而且存在多种先天缺陷。瓦耶特认为,减少操作次数和使用两个细胞质拼合会产生更佳的效果。采用正常克隆方法去除细胞核时,高达1/3的卵细胞质会丢失,而采用两个细胞质融合产生的胚胎则与原来的卵细胞体积一样大。

2002年7月,南非约翰内斯堡濒危野生动物保护联合会保罗 · 巴特尔斯(Paul Bartels)领导的研究小组在野外自然环境下尝试了这种克隆技术——利用一盏放在长凳上的喷灯充当无菌工作区,最昂贵的一件设备是电熔机,其价格为3500美元。巴特尔斯坦言:“任何人都可以非常简便地建立一个实验室,想象在一部拖车上进行克隆工作多么惬意呀。”

该研究小组将奶牛细胞质与多种濒危物种的成年细胞相结合,其中包括擅长奔跑的非洲水牛、南非羚羊、南非大羚羊和黑斑羚。巴特尔斯评论说:“我们对胚胎的健康状况感到十分惊讶,它们看上去发育如此良好。”

巴特尔斯小组还将5个克隆后的奶牛胚胎植入了3头奶牛的子宫。如果这次实验能使健康小牛犊降生,他们将考虑采用同类近亲物种作为卵子来源和代孕母亲克隆濒危物种。

此方法的另一优势是它可以绕过现行的克隆专利。然而令人担忧的是这种简便易行的克隆方法容易被持异见的医生用作人类生殖克隆的尝试。不过这种举动会有某种障碍——需要正常克隆技术两倍的卵子,而人类卵子——供应是十分短缺的。

[New Scientist. 2002年8月17日]