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        克隆技術(shù)為何還未走出實驗室

        2018-02-26 16:45:10任志方
        初中生世界·八年級 2018年1期
        關(guān)鍵詞:實驗

        任志方

        1996年7月,克隆羊多莉誕生,1997年2月27日,英國《自然》雜志報道了這項震驚世界的研究成果。此后,各種克隆動物陸續(xù)被科學(xué)家造出來,除了多莉羊,還有老鼠、貓、狗、豬、牛等哺乳動物。人類似乎離克隆自己只有一步之遙。2004年,韓國首爾大學(xué)教授黃禹錫發(fā)表了一篇論文,稱自己成功地在體外克隆了人類胚胎,但隨后這篇文章被發(fā)現(xiàn)造假。至今,克隆人實驗就再也沒有公開地發(fā)表過。

        雖然不同的動物被成功克隆出來,但總體來說,克隆仍然是成功率極低的實驗。在多莉羊的實驗中,科學(xué)家做了277次實驗才得以成功。核移植的實驗雖然原理簡單,但操作起來非常繁瑣復(fù)雜。另外,每種動物的卵細胞也具有不同的特性。例如,豬的卵細胞里含有大量脂肪,這使得在顯微鏡下整個卵細胞呈現(xiàn)出黑乎乎的一片,難以操作;而鳥類的卵細胞中巨大的卵黃,也使得科學(xué)家無法分離出細胞核。

        另外,核移植技術(shù)依賴于供體卵細胞,這也很大程度上限制了其應(yīng)用。然而,2006年,日本科學(xué)家山中伸彌發(fā)表了一項突破性的研究:使用4種轉(zhuǎn)錄因子處理體細胞,就可在體外把任一類型的體細胞變回多能干細胞。相比核移植技術(shù),這簡直稱得上是“重編程”的魔法。

        針對這種“時光逆轉(zhuǎn)”的反自然操作,細胞里自然會有相應(yīng)的機制來防止這種事件的發(fā)生。科學(xué)家發(fā)現(xiàn),主要是一些被稱為“表觀遺傳”的因子在控制著這個過程。

        2001年,第一只克隆貓誕生后,研究人員驚奇地發(fā)現(xiàn)它的毛色和它的“生母”(提供遺傳物質(zhì)的母貓)很不一樣。類似地,人類的同卵雙胞胎有時也會出現(xiàn)不同的發(fā)色。明明是一模一樣的DNA,為何出現(xiàn)了不同的表型?

        這些現(xiàn)象背后的原理吸引著科學(xué)家探索的腳步。人們逐漸發(fā)現(xiàn)DNA序列并不是孤立地起作用,而是和它周圍的其他物質(zhì)一起形成一個精密的結(jié)構(gòu),這被稱為染色質(zhì)。染色質(zhì)里除了有DNA,還有各種蛋白質(zhì)以及RNA等。更讓人驚訝的是,無論是DNA、RNA還是蛋白質(zhì),它們上面都有一些額外的基團,例如甲基、乙?;取_@些基團被稱為“修飾”,“修飾”可隨著細胞的狀態(tài)改變而改變,并且有時還能影響細胞的狀態(tài)。

        克隆技術(shù)依賴的“重編程”實際上也就是染色質(zhì)狀態(tài)的“重置”,而“重編程”極低的成功率也與染色質(zhì)上某些“屏障”的阻礙作用有關(guān)。多年來,揭開這個屏障的謎底一直是表觀和干細胞領(lǐng)域的熱點問題。

        盡管克隆技術(shù)還不是很成熟,但商業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)開始利用其克隆動物。舉例來說,美國猶他州立大學(xué)正克隆奶牛。這個學(xué)術(shù)機構(gòu)表示:“克隆是一種極好的技術(shù),可以幫助瀕危物種促進疾病抵抗,甚至還可增加牛奶產(chǎn)量?!贝送?,這種技術(shù)還可用于幫助克隆人的寵物,當(dāng)然,這需要收費。英國一對夫婦近來花費6.7萬英鎊,委托一家韓國公司克隆了他們死去的愛犬。此后,克隆狗被送回英國。

        克隆技術(shù)已展示出廣闊的應(yīng)用前景,包括在以下四個方面:第一,培育優(yōu)良畜種和生產(chǎn)實驗動物;第二,生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物;第三,生產(chǎn)人體胚胎干細胞用于細胞和組織替代療法;第四,復(fù)制瀕危的動物物種,保存和傳播動物物種資源。在不久的將來,克隆技術(shù)將可以用來治療糖尿病、中風(fēng)、癌癥、艾滋病、心臟病以及諸如帕金森綜合征等精神疾病,并極大改變現(xiàn)有的器官移植理論和治療手段,給人類帶來福音。

        然而,克隆技術(shù)也存在著一些弊端。在理論上,克隆技術(shù)還很不成熟;在實踐中,克隆動物的成功率還很低,克隆出的部分個體表現(xiàn)出生理或免疫缺陷,而且動物的殘廢率相當(dāng)高并伴有早衰現(xiàn)象等。

        此外,克隆技術(shù)(尤其是人體胚胎方面的應(yīng)用)對倫理道德的沖擊和公眾對此的強烈反應(yīng)也限制了其應(yīng)用。但近年來克隆技術(shù)的發(fā)展表明,世界各科技大國都不甘落后,誰也沒有放棄克隆技術(shù)研究。

        (選自2017年第4期《齊魯晚報》,本刊有刪改)

        《奇妙的克隆》是一篇比較規(guī)范的說明文。本文則從克隆羊多莉說起,回答了克隆技術(shù)為什么還處于實驗階段,而沒有大規(guī)模地進入生產(chǎn)生活領(lǐng)域。文章重點介紹了關(guān)于克隆技術(shù)的新發(fā)現(xiàn):克隆過程不再依賴供體卵細胞;克隆過程中仍有許多謎題未解開;商業(yè)領(lǐng)域已開始克隆動物,以及克隆的利弊。

        和《奇妙的克隆》一樣,本文也是一篇說明文。文章運用了舉例子的說明方法,例如,為了說明“核移植的實驗雖然原理簡單,但操作起來非常繁瑣復(fù)雜”,舉了“豬的卵細胞里含有大量脂肪”“鳥類的卵細胞中巨大的卵黃”的例子。

        1.文中舉了“2001年,第一只克隆貓誕生后,研究人員驚奇地發(fā)現(xiàn)它的毛色和它的‘生母(提供遺傳物質(zhì)的母貓)很不一樣”的例子,有什么作用?

        2.閱讀文中關(guān)于克隆技術(shù)的廣闊前景和弊端分析這兩部分內(nèi)容,與《奇妙的克隆》中“克隆技術(shù)造福人類”相比較,說說它們在內(nèi)容和語言表達上的異同點。endprint

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