克隆技术有望“复活”灭绝物种胃育蛙

2013-04-15 09:57:54  来源:国家地理杂志

  日前,美国《国家地理杂志》报道,澳大利亚科学家正在实施一项名为“拉萨路”的研究项目,利用保存在博物馆的冰冻标本和克隆技术复活已经灭绝的胃育蛙。

  胃育蛙是青蛙家族一个很特别的成员。繁育后代时,雌性胃育蛙会将受精卵吞入胃中,此时的胃充当一个临时子宫。待到幼蛙发育成形后,再将它们吐出。

  胃育蛙共有两个种群,分别于1973年和1984年被发现。它们一度生活在澳大利亚昆士兰州热带森林的溪流中,栖息地面积相对较小。可惜进入人类视线不久,上世纪80年代中期,两种胃育蛙就都灭绝了,可能的原因包括栖息地退化、污染或者蛙壶菌引起的疾病。

  这次克隆胃育蛙的尝试,重新引发了人们对“复活”已灭绝的动物的兴趣。其实人类克隆灭绝动物或濒危动物的尝试并非是第一次,但大多数存活率很低。从保护生物多样性的意义上来说,这仍然是一次令人非常期待的努力。

  体细胞克隆复活灭绝物种

  研究中,项目负责人麦克·阿彻和同事将从冰冻胃育蛙标本身上提取的细胞核植入这种怪蛙的远亲——大条纹蛙的卵子。经过长达5年的实验,他们已经让一些卵子自发分裂并发育成早期胚胎。虽然没有一个胚胎存活下来,但基因检测结果显示,其细胞中所含的遗传物质与已经灭绝的胃育蛙相同。

  已灭绝物种复活的前提是体细胞克隆技术。上海交通大学农业与生物学院副教授、生物功能基因组学专家孟和解释说,动物克隆分为三个层次:胚胎切割层次、体细胞克隆层次和转基因克隆层次。此次澳洲科学家克隆胃育蛙的实验,正是建立在体细胞克隆技术的基础上。

  体细胞克隆技术是指卵母细胞的核被除去,取而代之的是从被克隆生物体细胞中取出来的细胞核。经过改造的卵细胞裂变、增殖形成胚胎,再被植入另一生物的子宫内,孕育新生命。通常卵母细胞和它移入的细胞核应来自同一物种,著名的克隆羊“多利”就是利用了体细胞克隆技术。

  孟和认为,“多利”羊引起舆论哗然,正是因为体细胞克隆的特别之处——生命体的诞生没有精子的参与。“体细胞数量大,容易找,克隆技术摆脱了必须通过生殖细胞的限制,意义更大!”

  从已经灭绝的物种身上得到生殖细胞的难度更大。即使这次存在冰冻的胃育蛙标本,也无法得到完好的精子和卵子。这时,体细胞克隆技术就发挥了作用:只要将从冰冻胃育蛙标本身上提取的细胞核植入大条纹蛙的卵子,这些卵子就可以自发分裂成早期胚胎。

  免疫系统难适应环境变化

  为何克隆胃育蛙无法逾越胚胎阶段?项目负责人表示可能是他们“没有采取正确的方式处理卵子”。

  这次胃育蛙实验没有胚胎存活下来,过去的克隆实验也只得到有限成果:“多利”在6岁时死于关节炎,美国科学家克隆的濒危动物白肢野牛也在出生48小时后死于普通疟疾。

  孟和认为,造成克隆实验成功率过低、克隆出的生命体无法长期存活的原因主要有两点:一是形成全新卵子的核细胞与卵母细胞难以匹配,二是克隆出的新生命体的免疫系统无法适应环境变化。

  他表示,虽然生物的遗传信息几乎全部包含在细胞核的基因组中,但是仍然存在细胞核与卵母细胞是否匹配的问题。尤其是在胃育蛙克隆实验中,体细胞核来自冰冻的胃育蛙,而卵母细胞来自远亲大条纹蛙,属于异种克隆。

  孟和进一步解释,濒危动物或已经灭绝动物的克隆生物在出生不久后就因普通疾病死亡,是因为虽然物种被克隆出来,但是当下已经不是它们生活的那个时代,生命条件已经改变,气候、光照、水源,以及微生物的多样性都不相同,如果生物免疫系统无法适应环境变化,就会死于很普通的病毒或细菌。

  虽然利用克隆技术复活已经灭绝的物种存在诸多难题,孟和仍然认为克隆技术是保护生活多样性很好的方法。他说,对于濒临灭绝的动物,可以一方面通过改善生存环境的方法扩大种群,一方面收集精子和卵子,冷冻体细胞,以便日后的科学研究。而对于已经灭绝的物种,只有克隆技术一个方法。只要进一步解决核质匹配的难题,人为创造克隆生命体的生存环境,已经灭绝的生物就很有可能被复活。

  孟和表示,最早胚胎实验的成功案例就是通过青蛙完成的,而这次的胃育蛙实验拥有可供提取体细胞核的冷冻标本,所以胃育蛙很有希望被复活。

关键字: 复活 克隆技术 物种
责任编辑: 房小葵
三项金融改革加快推进 或释放最大红利
随着利率市场化改革进一步推进、人民币汇率进入均衡区间、人民币资本项目可兑换改革的进一步深化,以及存款保险制度的建立和实施,中国经济正步入对外开放的转型期。
大公资讯 中国 军事 言论 图片 财经 产经 金融 汽车 娱乐 明星 生活 科技 书画 报纸 香港在线 国际 社会 教育 副刊 食品 会展 宏观 体育 健康 女人 人物 历史 专题