張文韜/編譯
世界上最著名綿羊背后的故事
張文韜/編譯
克隆羊多利
·在多利羊誕生20周年之際,埃文·卡拉韋以卡倫·沃克、比爾·里奇、安吉拉·斯科特、艾倫·科爾曼、伊恩·維爾穆特、約翰·布拉肯、安格利卡·施尼克、哈里·格里芬和吉姆·麥克維爾等當年經(jīng)歷者的描述為基本內(nèi)容,為您講述世界上最著名的綿羊背后的故事。
1996年7月5日,第一只由成體細胞克隆的哺乳動物——多利羊在英國愛丁堡郊外的羅斯林研究所誕生。不過,早在5個月之前,她就已經(jīng)被科研人員創(chuàng)造出來了。
卡倫·沃克(Karen Walker,胚胎學家,原供職于英國PPL醫(yī)療公司,羅斯林研究所;現(xiàn)任英國林利思戈KXRegulatory公司主任):克隆出多利那天,是很倒霉的。
比爾·里奇(Bill Ritchie,原羅斯林研究所的胚胎學家;現(xiàn)在在羅斯林研究所從事胚胎學研究):我記得那是1996年的2月8日。確實是很糟糕的一天,我們的實驗出現(xiàn)了很多問題,比如感染。
沃克:不好意思,這座建筑已經(jīng)拆除了,否則你們能看見那間創(chuàng)造出多利的房間。我用“房間”這個詞是不準確的,其實我和比爾在那里工作時,只有一個大的儲藏櫥,兩把椅子和一個細胞培養(yǎng)箱。
里奇:實際上就是實驗室盡頭的儲藏柜。當攝制組來到這里時,他們簡直不相信,居然沒有地方可供架設攝像機。
沃克和里奇都參與了羅斯林研究所和PPL醫(yī)療公司的研究項目,旨在精確改變家畜的基因組。這個科研團隊由原羅斯林研究所的胚胎學家,現(xiàn)在英國愛丁堡大學的伊恩·維爾穆特(Ian Wilmut)帶領,他們認為,最好的方法是在培養(yǎng)過程中改造細胞基因組,并把改變過的細胞核移植到新細胞內(nèi)。
里奇:我們可以簡單描述一下細胞核移植的過程:首先取出未受精的卵母細胞,移除細胞內(nèi)的染色體,然后取出完整細胞。完整細胞中包含雙親的染色體,除了性腺細胞,我們身上的所有細胞都是這樣的。把這種細胞與去核的卵母細胞融合,刺激活化后,融合細胞就開始發(fā)育生長,再把它移植到代孕母體內(nèi)。如果一切順利的話,就會得到克隆后代,就是完整細胞的復制體。
只有少部分團隊成員目睹了多利的降生
沃克:這個工作十分乏味繁瑣。你得一直坐在顯微鏡前低頭觀察,還得用雙手操縱顯微操作器。那東西有點像現(xiàn)在的游戲手柄。如果你不小心手肘打滑,可能一切就都搞砸了!
一年以前,團隊曾經(jīng)在羅斯林研究所發(fā)育生物學家基思·坎貝爾(Keith Campbell)領導下,用胚胎細胞成功克隆了2只孿生羊,取名梅根(Megan)和莫拉格(Morag)。但是,到了1996年2月,他們計劃使用的胎畜細胞系出現(xiàn)了問題,他不得不尋找另一個細胞核供體。
沃克:我的記憶很混亂,一直在想著“我們要放入什么啊”,因為我們要用的細胞根本不存在了。我們最不想做的事是浪費已經(jīng)獲得的卵母細胞。我們至少要嘗試些做些什么。
安吉拉·斯科特(Angela Scott,原PPL公司細胞培養(yǎng)技術員;現(xiàn)任英國馬瑟韋爾TCTC BioPharm公司業(yè)務總裁):我收到卡倫的信,說他們的細胞被污染了,問我是否有他們可以用的細胞。當時我有一些綿羊的乳腺上皮細胞,都是成體細胞。我們一直在尋找提高乳汁中蛋白的表達方法。
艾倫·科爾曼(Alan Colman,原PPL公司研究室主任;現(xiàn)在美國哈佛大學任教):我來自約翰·戈登(John Gurdon)的實驗團隊,曾經(jīng)研究過細胞核移植。戈登是英國劍橋大學著名的發(fā)育生物學家,但是,他從來沒有用成體細胞作為核供體,通過核移植得到過成體青蛙。他能制造出蝌蚪,但是沒有得到過成體青蛙。我當時完全不認為,使用成體細胞能獲得成功。不過,我們沒有其他的細胞系可以使用,所以一致決定用這些乳腺細胞試試看,獲得一些經(jīng)驗。使用的乳腺細胞來自一只6歲的綿羊,就綿羊的年齡來說,算是中年。
維爾穆特:直到今天,人們還存在一些誤解,多利被描述成第一個哺乳動物成體細胞的克隆。但是過去某段時期內(nèi),她其實是第一個成體細胞克隆,她的地位被低估了。
盡管克隆牛和轉(zhuǎn)基因牛在產(chǎn)業(yè)上或許更有前途,羅斯林研究所選擇綿羊還是有一定道理的。
維爾穆特:牛的高價簡直令人難以置信,而且世代間隔很長。綿羊則便宜得多,也容易操作。從生殖生物學角度來說,如果一個理論可以在綿羊身上實現(xiàn),那么在牛身上也能實現(xiàn)。綿羊就相當于小型的、便宜的牛。
約翰·布拉肯(John Bracken,原羅斯林研究所畜牧業(yè)助理研究員;現(xiàn)已退休):在繁殖季節(jié)中,每周我們將要給40-60頭動物做手術:取出卵母細胞,或者向代孕母羊體內(nèi)移植胚胎。在實驗系統(tǒng)中必須精確監(jiān)控大量不同的綿羊,以確保它們在適當?shù)臅r間呆在適當?shù)牡攸c。
沃克:比爾經(jīng)常去農(nóng)場取回胚胎和卵母細胞,每次他都把樣品放在上衣口袋里。而我的上衣沒有口袋,于是我經(jīng)常在取樣之后把樣品放在我的內(nèi)衣里,讓樣品保持溫度,直到我把它們帶回實驗室的可控環(huán)境中。我覺得把樣品放在內(nèi)衣里并不十分可靠,不過放在上衣口袋里也是如此。
里奇:制造多利那天,我負責去除細胞核,而她負責融合細胞。平時我們也是這么分工合作的。
沃克:那天,我負責細胞融合。我們開玩笑說,比爾是多利的媽媽,而我是多利的爸爸,因為從本質(zhì)上講,我是在模仿受精過程中精子的作用。
他們從芬蘭多塞特(finn dorset)白面羊的細胞系中取出277個細胞核,把它們移植到強壯的高原黑面羊的卵母細胞中。他們僅僅得到了29個成活的胚胎,移植到代孕母羊體內(nèi)。成功的期望值很低,因為成體細胞核似乎絕不可能被重編程,由此長成一個活生生的動物。大部分克隆胚胎流產(chǎn)了,這種情況甚至發(fā)生在超聲檢測到懷孕跡象之前。
維爾穆特:綿羊的繁殖季節(jié)大概是從頭一年的10月到第二年的2、3月之間。在1995年的圣誕節(jié),我們的研究已經(jīng)確定,移植胎畜的細胞系后,有些代孕母羊懷孕了,進展順利。如果沒有做到這一點,我們可能不會冒險進行下一步制造多利的工作。
安格利卡·施尼克(Angelika Schnieke,原PPL醫(yī)療公司的分子生物學家;現(xiàn)在德國慕尼黑工業(yè)大學任教):我記得,我在食堂遇見維爾穆特時,他也對研究前景表示懷疑。他說:“我很懷疑這個工作能否成功,不過PPL公司會支付實驗經(jīng)費,那我們就做下去吧?!?/p>
布拉肯:胚胎移植后,我們負責對所有代理母羊進行超聲檢測,這都是具有重要意義的綿羊??茖W家們關心每天檢測的結(jié)果,他們迫切想知道代理母親是否能成功懷孕。
沃克:我沒有去看所有的超聲檢測。但是,在一個特殊的日子里,我和約翰去看了多利的結(jié)果,因為我知道這些細胞都是我和比爾植入的。
布拉肯:看到懷孕結(jié)果時,我真的很高興。他們沒有告訴我們真實的實驗目的,我也沒有意識到其真正的重要性。我們只是知道,這是一次重要的懷孕。但是我們不會想到:哇!如果這個項目能誕生一只活的羊羔,簡直是舉世無雙,整個科學界都打開了新的大門。
沃克:我還帶了一個空白的錄像帶,還想著拍下來給同事們看?,F(xiàn)在錄像帶還在我家樓上,太慚愧了,我還沒把錄像轉(zhuǎn)錄到DVD里。我應該早點做的。
施尼克:我記得第一次掃描那天的情形。我們老在詢問。然后,我們看到了掃描的圖像。那時,你僅僅希望那個胚胎能活下去,直到出生。
維爾穆特:在我的記憶里,他們一直在尋找懷孕30天,或者35天的胚胎,當他們找到時,離出生只有120天了,大家都寬慰地舒了一口氣,又燃起了希望。
布拉肯:大概在下午4:30,懷孕的母羊出現(xiàn)陣痛,我們打電話給愛丁堡的皇家獸醫(yī)研究學院求助,希望他們的獸醫(yī)趕緊來。盡管我和農(nóng)場助理研究員道格拉斯·麥加文(Douglas McGavin)加起來大概有50年的工作經(jīng)驗,但是,如果要我們給羊接生還是沒有把握的,會把事情弄糟的。
里奇:我們知道多利快要出生了,我想她正有降生的跡象。當時有獸醫(yī)在場,她確信多利一切正常,把她從母羊肚子里拉了出來。
布拉肯:多利絕對正常,沒有任何并發(fā)癥。她很有活力。只半小時就可以站立了,這表明她一切正常。
里奇:當我看到多利白色的面孔時,我想我當時是上躥下跳的。
斯科特:當時卡倫不在,她去參加一個婚禮了。
沃克:我給她參加婚禮的酒店傳真了訊息。我希望還保留著那份傳真。傳真上寫著:“她有白色臉孔、毛茸茸的腿。”
斯科特:我不知道當時在酒店的人們在想什么:“哇,真是個不同尋常的小家伙?!?/p>
維爾穆特:我早已分配了任務。我接到電話,得知羊羔出生。我就發(fā)出了指示,除了接生必須人員,否則不許去現(xiàn)場。很多人很好奇想去看。我遵守我自己定下的規(guī)則,因為我沒有什么必要出現(xiàn)在接生的現(xiàn)場。
布拉肯:我正站在道格拉斯·麥加文旁邊,看獸醫(yī)接生,我還跟道格拉斯即興評論說:“你知道我們將給小羊取個什么名字嗎?我們將叫她多利,”這名字來源于多利·帕頓(Dolly Parton,美國女歌手),因為細胞是來源于乳腺組織。
維爾穆特:由于我的嚴謹,我還是有些擔心的。后來的事實證明,毫無疑問是個好名字。
布拉肯:這是小道消息。我從來沒有直接告訴別人。但是我聽到他們聯(lián)系多利·帕頓,說:“我們以你的名字命名克隆羊?!?/p>
維爾穆特:我不知道消息是怎么傳出去的,但是我們聽說,她的經(jīng)紀人表示:“這樣的宣傳挺不錯的。”我不知道是真是假。
接下來的幾個月,維爾穆特的團隊確認了多利是乳腺細胞系的克隆,把實驗結(jié)果寫成了論文。直到1997年2月《自然》雜志發(fā)表相關論文(Ian Wilmut et al.Nature,1997,385:810-813.)前,她的出生被嚴格保密。
哈里·格里芬(Harry Griffin,原羅斯林研究所科學主任;現(xiàn)已退休):論文發(fā)表前2到3個月,我才知道此事。在公之于眾之前,PPL醫(yī)療公司也要參與準備工作。他們將多利的出生看成是對公司大好的宣傳機會。我們與他們的公關公司De Facto公司一起做了大量準備工作。
維爾穆特:當時 PPL公司的CEO羅恩·詹姆斯(Ron James)和我被選為主要的發(fā)言人,接受了前BBC記者的一系列培訓,他們首先圍上來,用麥克風對著我們,提出各種尖銳的問題,后來態(tài)度又和善了一點。我們以前從沒接觸過這種令人吃驚的尖銳詢問方式,但我認為這種訓練是非常有必要的。
格里芬:我們把一切組織得井井有條。所有采訪電話都由De Facto公司職員接聽,他們將安排我們的回應次序。我們希望,在論文發(fā)表的那個星期四,一切達到高潮。那么,最終是2月27號嗎?當然不是。
維爾穆特:《觀察家報》(The Observer)的羅賓·麥凱(Robin McKie,倫敦《觀察家報》的科技編輯)泄露了秘密。但他不承認。
羅賓·麥凱:我并沒有看到《自然》雜志上登的文章。我不怪他生氣,但是我已經(jīng)盡力解釋了。我?guī)鸵恍┩橹谱饔嘘P遺傳學的電視節(jié)目,他們說:“順便提一句,愛丁堡的科學家已經(jīng)克隆了羊?!蔽也幌嘈胚@個消息,但是當我向該領域?qū)<以儐枙r,一個美國專家確認了此事。但我還是十分擔心。我說了一些具有轟動效應的話,完全沒有論文證據(jù)。我把一切告知我的副主編,他讓我寫了報道。現(xiàn)在有大麻煩了。
格里芬:伊恩打電話給我,說他已經(jīng)接到電話,《觀察家報》準備在《自然》雜志出刊之前的星期天就把此事報道出來。
伊恩和我在星期日早上9點趕到了研究所,都不知道能不能應付接下來的一切。電話響個不停。周圍環(huán)境很奇異,電話在干凈的櫥柜里響起。我接聽了電話,電話那頭似乎是《每日鏡報》(Daily Mirror),他們不知道用什么方式得到了這個特殊的電話號碼。大概9點半左右,我們回家了。
吉姆·麥克維爾(Jim McWhir,原羅斯林研究所的干細胞科學家;現(xiàn)已退休):我記得,在消息傳出后的第二天,就有幾輛衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車停在停車場了。
維爾穆特:電視傳播車無處不在。我去了美國廣播公司的《早安美國》節(jié)目做演說。
格里芬:CBS、NBC、ABC和BBC全都想采訪伊恩,還想去看多利羊。簡直一片混亂。除非你自己親身經(jīng)歷過,否則你永遠體會不到媒體的這種強勢。
麥克維爾:來到大型動物房之后,我發(fā)現(xiàn)那里一片混亂,到處是林立的鎂光燈和擁擠的記者。太令人吃驚了。我趕緊轉(zhuǎn)身回去工作了。
格里芬:我的秘書剛放下電話,電話馬上又響起來。我聽到當時的美國國家生物倫理學委員會主席哈羅德·夏皮羅(Harold Shapiro)也打來電話,我的秘書說:“伊恩·維爾穆特現(xiàn)在沒法跟您通話,您可以遲些再打來么?”時任美國總統(tǒng)比爾·克林頓要求他在90天之內(nèi)匯報克隆的倫理學影響。我無意中聽到了他的名字,“不行,我們一定要跟他談談?!?/p>
科爾曼:當你參與一個項目時,你一定有充分的科學理由。我們所做的一切都在道德委員會的范圍之內(nèi)。我們已經(jīng)擔憂動物健康。我們更擔憂關于生物倫理方面的反應。我們這一研究并不是要作為克隆人類的前奏。
格里芬:媒體人再三強調(diào)這一觀點。我們因為隱瞞了多利出生的消息而備受指責,人們認為,我們是打算克隆人類。而我們的態(tài)度非常明確:克隆人既不道德,也不安全。
維爾穆特:這是工作的一部分,你不得不向大家解釋,情況并非如此。
施尼克:在歐洲,馬上出現(xiàn)了負面報道。“他們正在做什么?下一步將要做什么?”警察也進駐了研究所,告訴我們遇到炸彈威脅時怎么辦。寄來研究所的郵包都得經(jīng)過爆炸物審查。
沃克:我記得,在新聞曝光后,伊恩·維爾穆特的個人助理杰姬(Jackie)接到了很多電話。有些人是狂想者,想把自家的狗也克隆。有些人十分可憐,他們失去了孩子或者自身患有疾病,這一科學突破以后會幫助他們治好不同的病。
科爾曼:多利贏得了很多想象空間。它是個毛茸茸的動物。有個響亮的名字更讓她名聲大噪。
布拉肯:如果把多利與大眾隔絕,沒有人能看到她,并不是好的宣傳手段。我認為,正是允許人們?nèi)⒂^的開放性,才增加了公眾的接受程度。
格里芬:她在鏡頭面前表現(xiàn)很好,所有人都看得出,她就是一只普通的動物。人們很容易就能見到她,她也非常上鏡,于是她成為了世界上最知名的綿羊。這種轟動是任何銷售經(jīng)理都渴望的。在某些照片里,她看起來就像在接見媒體。
沃克:我曾經(jīng)帶一個攝影師去給多利拍照。這家伙拿來一頂金色的王冠,小孩生日會上帶的那種。我說:“我認為我們不應該這么做?!蔽覀儾幌M讯嗬烁窕?,她僅僅是一只綿羊,僅此而已。
布拉肯:遠離媒體和鏡頭時,我們努力像對待其他綿羊一樣對待多利,而不是作為一頭出名的羊,盡管她十分有名。
沃克:第一次剪羊毛時,他們把多利的羊毛織成毛衣,送給囊性纖維癥慈善團體。我也分到一些羊毛。你有沒有在博物館里看到它?為了防止人們不斷從它身上拔下羊毛,它被放在玻璃櫥窗后。
多利活了6年半,生下了幾只羊羔。但是2003年,她出現(xiàn)了患病的跡象。
布拉肯:那是那年的情人節(jié),我記得是星期五。我們都知道,多利的肺病日漸嚴重。
格里芬:她遭受了綿羊慢性進行性肺炎的折磨。之前也有其他幾只羊患上這種肺病。
維爾穆特:他們認為多利應該送到獸醫(yī)學校進行X射線檢查。多利的肺部腫瘤如此巨大,讓人吃驚。我們在討論,在這種環(huán)境下,我們救回多利的難度有多大。讓她平靜地去世是不是更好一點?所以我們對她實行了安樂死。你必須對實驗中的動物福利負責。
十年后,基思·坎貝爾的去世重創(chuàng)了這個科研團隊。
科爾曼:基思是我們科研工作的驅(qū)動力。他做了重要的實驗工作,播下了我們現(xiàn)在采用的實驗方法的種子。沒有基思,多利就不會誕生。
里奇:我覺得,基思是“一個不尋常的人”。他頗有些嬉皮士的風格,開著一輛大眾甲殼蟲,吸手工卷制的雪茄煙并留著長發(fā)。
科爾曼:他跟伊恩的關系不是很好。兩人個性不同,經(jīng)常爭執(zhí)。
維爾穆特:我不記得爭吵的事。我們僅僅是有時在確定重點上稍有不同。
對科研成果的贊賞通常主要集中在一個人身上。很明顯,他沒有成為多利羊論文的第一作者,使他大為惱怒,提出了猛烈批評。但是他幾乎是其他所有文章的第一作者。曾經(jīng)有一段時期,他說梅根和莫拉格的文章實際上比多利的文章要重要。當我獲得皇家學會會員和爵士身分后,他絕對是非常沮喪的。
坎貝爾于2012年10月5日因家庭糾紛而自殺。
比爾·里奇在羅斯林研究所
科爾曼:基思是我非常好的朋友,在蘇格蘭時,我們經(jīng)常在晚上下班之后去騎山地自行車。在他去世之前3天我還和他交談過。這太令人震驚了。
沃克:這個消息對我打擊很大,我完全不能想象。我已經(jīng)好多年沒有見過他了。但是在當時我們是個親密、團結(jié)的團體,毫無疑問。
科爾曼:去年1月我去巴黎參加學術會議,他們有一個追贈獎。他們舉行了民意測驗,看聽眾中有多少人因基思的工作而受到啟發(fā),很多人舉起了手。
創(chuàng)造多利的技術可以用于復制珍稀的家畜和制造轉(zhuǎn)基因動物。但是,在生物醫(yī)學實驗室里,多利意味著,終有一天已分化成熟的細胞能重編程形成胚胎狀態(tài),治療人類疾病。
維爾穆特:多利的誕生改變了發(fā)育生物學的規(guī)則,讓更多的生物學家有了新的想法。
珍妮·洛林(Jeanne Loring):現(xiàn)在已經(jīng)開始克隆牛了,實際上相當流行。如果通過克隆能改進牛的品質(zhì),這將會產(chǎn)生巨大的價值,克隆技術將給人類提供新的工具。
喬治·塞德爾(George Seidel):目前已經(jīng)有克隆牛的精液出售了。有一頭名叫 Final Answer的安格斯牛,它已經(jīng)擁有了50萬子孫后代。它的克隆稱為 Final Answer二代,你可以用牛價的一半買到克隆牛的精液。我和妻子開了個畜牧場,就是用的 Final Answer二代的精液。都是相同的基因組。不過,從理論角度來說,轉(zhuǎn)基因技術比起復制應該有更大的用處。為了獲得我們的第一頭轉(zhuǎn)基因牛,我們做了很大的努力,創(chuàng)造了上千個胚胎。如果采用轉(zhuǎn)基因技術和克隆技術的結(jié)合,那將只需要十分之一的經(jīng)費和動物。
羅伯特·蘭扎(Robert Lanza):我很興奮。現(xiàn)在我們能夠有效地應用一些技術,不僅可以用在動物和農(nóng)業(yè)上,更可以治療很多種人類疾病。多利向我們展現(xiàn)了技術的巨大能量和卵細胞的魔力。卵細胞擁有使成體細胞倒退、恢復成胚胎狀態(tài)的能力。
山中伸彌(京都大學的干細胞科學家):我一開始的反應是“哇!簡直是科幻小說。”但是我并不會想也從事相關研究。根據(jù)論文推測,克隆過程在技術上非常復雜。第二年,第一篇人類胚胎干細胞的論文發(fā)表。使我重新評價了多利的價值。我認為,至少在理論上,我們應該能使體細胞重編程,回復胚胎狀態(tài),進而通過皮膚和血細胞制造胚胎干細胞系。
麥克維爾:多利的結(jié)果使很多人震驚,他們說:“等一下。假如我說多利是把不可能變?yōu)榭赡?,那還有什么是確定不可能的?”
施尼克:有些實驗會帶給你心跳的感覺,多利就是如此。
里奇:有點像養(yǎng)育孩子。我自己沒有孩子,也許多利就是我的孩子吧。
維爾穆特:不能說我的名字舉世皆知,但是多利確實是舉世聞名。
[資料來源:Nature][責任編輯:遙 醒]
本文作者埃文·卡拉韋(Ewen Callaway),《自然》雜志記者。