中國克隆魚默默無聞的命運
□王丹紅
剛剛過去的2005年被湯姆森科學信息研究所定為「慶祝之年」,原因之一是ISI的「世紀科學」項目完成並加入Web of Science,ISI收錄的科學文獻數據因此回溯到了1900年。
ISI出版的《慶祝之年》專刊列舉了20世紀的突破性科學成就,克隆領域的突破中包括:中國科學家在1981年培育出第一條克隆魚——鯽魚;1996年,第一隻用成年羊細胞的DNA克隆的「多利」羊誕生;韓國科學家黃禹錫等在2003年培育出第一個人類克隆胚胎,並提取出幹細胞當時黃禹錫偽造論文的醜聞還未揭發出來——編者注。
對培育出第一條克隆魚的中國科學家來說,這一認可實在是太晚了。其實,早在1963年,中國科學家童第周等即首次報告了魚類的核移植研究。在魚類的克隆方面做出一系列成果的中國科學家不僅被媒體和公眾遺忘,甚至也被同行忽略了。他們的開創性工作沒有對世界科學產生應有的影響。
克隆魚的科學地位
動物的細胞分為性細胞和體細胞,性細胞是指具有生殖能力的細胞,如精子和卵子,一個性細胞只攜帶一半的遺傳信息,需要精子和卵子結合才能發育成新生命。體細胞是指分化成組織和器官的「定型」細胞,如皮膚細胞、肝臟和血液等,每個體細胞都含有完全完整的遺傳物質DNA。
動物克隆的基本技術是細胞核移植。將一個胚胎的細胞核移入一個去核的卵細胞中,或者將一個體細胞的細胞核經培育移入一個去核的卵細胞中,由此獲得的成體動物叫克隆動物,克隆又分為胚胎細胞克隆和體細胞克隆。早在20世紀初,科學家就提出:一個已經分化的體細胞究竟只是保留了相關的特定性能而喪失了其他的所有基因呢,還是保留了所有基因只是選擇性沉默和啟動個別基因?德國科學家漢斯·斯皮曼在1938年指出:只有實驗才能回答這個問題。
1997年2月23日,蘇格蘭羅斯林研究所向全世界介紹了第一隻體細胞克隆羊——多利。多利羊是20世紀科學史上的一個重大突破,但它並不是世界上第一隻體細胞克隆動物。
中國科學院水生生物研究所朱作言院士是細胞與發育生物學家,在談到多利羊與克隆魚時他認為:「從體細胞克隆的理論和成功的可能性來講,魚類的實驗比多利羊早15年回答了這個問題。」
朱作言說:「回顧克隆的大事記,應該說從1949年開始,文章發表在1952年,出現了同一物種胚胎細胞克隆的青蛙;到了1963年,出現了同一物種蝌蚪幼體腸上皮細胞克隆的爪蟾。第一階段是美國人的研究,第二階段是英國人的研究,第三階段則是咱們中國人的研究:1973年以後,鯉魚和鯽魚之間、草魚和鯿魚之間成功地完成了異種克隆,直到1981-1986年成年鯽魚體細胞的克隆,我國這十多年的克隆魚研究寫下了輝煌的一頁。1997年『多利』羊的出生,克隆研究熱點又轉回到英國。」
童第周的偉大工作
已故的嚴紹頤研究員曾任中國科學院發育生物學研究所所長,國際生物聯合會中國全國委員會主任。在其主編的《童第周》一書中,嚴紹頤介紹說:「魚類的克隆研究,過去叫魚類的細胞核移植,它首先是由已故中國實驗胚胎學家、中國科學院海洋研究所前所長童第周教授於1950年代末提出的。」
童第周和嚴紹頤等合作在1963年7月出版的《科學通報》上發表題為《魚類細胞核移植》的論文英文論文發表於1965年的《科學通報》,首先向國內外報導了魚類的核移植:
「自1952年Briggs和King在兩棲類胚胎上進行細胞核移植以後,這方面的工作發展很快……在其他脊椎動物中,核的移植還沒有見到有人嘗試過。我們以金魚和鰟魚為材料,曾於1961年開始進行魚類細胞核移植,經過兩年的摸索,證明細胞核的移植也可以在魚類中進行。」
嚴紹頤說,童第周等的學術思想偏重於用此研究細胞質的功能,並同時研究細胞核和細胞質對發育和遺傳的作用。其中,遺傳特徵的變化,在同種動物間移核所得到的胚胎和個體中無法判斷,因此著重於不同魚類之間的核移植研究。
在第一篇魚類研究論文於1963年發表後,「四清」和「文化大革命」開始了,童第周受到批判,工作無法進行。到1970年,在「抓革命,促生產」的號召下,他的研究集體帶著結合生產的意願,重新開始工作。他派嚴紹頤和杜淼到全國各地調查,最後選擇中科院武漢水生所、中國水產科學院長江水產研究所和廣西南寧水產研究所,組成協作組,到1973年便獲得了第一批鯉鯽移核魚,並發現細胞質對個體的發育有一定影響。研究結果以中英文發表在1973年出版的《動物學報》上。1977年,童第周等首先向國內外報導了對脊索動物海鞘的核移植。
嚴紹頤指出,這些工作一直處於同期國際同類研究的前列,是科學文獻中的精品。他認為,「1960年代中國正處於封閉狀態,並無什麼國際交流,甚至國外的文獻也很難看到,所以,對魚的克隆研究完全是由中國科學家開拓的研究領域。」
沒有作者的論文
童第周1979年3月30日在北京逝世,由他主持撰寫的論文《鯉魚細胞核和鯽魚細胞質配合而成的核質雜種魚》,以中英文發表在1980年第4期出版的《中國科學》上,論文報導了中國成功獲得具有「發育全能性」克隆魚的消息。這是世界上報導的第一例發育成熟的異種間的胚胎細胞克隆動物。
然而,令人吃驚的是,這是一篇沒有作者、只有單位名稱的論文。論文作者一欄中填寫的是:中國科學院動物研究所、中科院水生生物所體細胞遺傳組、水產局長江水產研究所細胞核移植研究組。
在湯姆森科學信息研究所的Web of Science上檢索,這篇論文的引用率是零;而如果按童第周的名字檢索,則沒有這篇論文。
嚴紹頤和朱作言等人後來又將鯽魚的細胞核移植到鯉魚去核的卵子中,也獲得成功,證實不同種的生物間也可成功進行細胞核移植。童第周的學生們繼續在草魚和武昌魚之間進行細胞核移植,均獲成功。朱作言說,「童第周領導的研究大大突破了西方學者用青蛙實驗所得到的結果,突破了物種之間的禁區。」
1981年,中科院水生生物研究所的一個研究小組將成年三倍體鯽魚的腎臟細胞核移植到二倍體鯽魚去核的卵子中,獲得了三倍體的克隆魚,並發育成成體,證明成年魚的體細胞也可以去分化和再程序化,具有發育成個體的全能性。研究論文發表在1986年的《水生學報》上。這是世界上第一次報導的體細胞克隆動物。
朱作言說,「這在科學發展中是一件很重要的事情,證明了成年細胞也可以去分化和再程序化,但是很可惜,當時沒有得到更多的認可,直到1996年英國體細胞克隆羊多利出生時才掀起一場軒然大波。」
外國的月亮圓?
多利羊1996年7月5日在蘇格蘭研究所出生,1997年2月23日被介紹給公眾,全世界數以千計的記者湧向羅斯林研究所,克隆羊片刻間成為轟動全球的爆炸性新聞,研究者一夜成名;當多利羊在2003年2月14日去世後,世界上很多媒體以緬懷明星的筆觸,追述多利短暫而不平凡的一生。《華盛頓郵報》指出,「作為世界上最尊貴的一隻羊,多利革新了科學界對分子生物學的認識,將會作為一座科學和文化的裡程碑載入史冊。」
多利羊一夜成名,克隆魚卻鮮為人知。
被問及為何中國科學家做的重要工作沒有引起相應重視時,朱作言的臉上湧起一種痛苦的表情,他說:「中國當時還處於封閉狀態,不知道外面世界怎樣;同行也不認可,要求重複,但這樣的實驗不是誰想重複就能夠重複的。當時科學院也希望宣傳,但科學家害怕媒體毫無節制的渲染,從一個極端走向另一個極端。科學的傳播對提高全民素質來說很重要,政府、科學界和科學家都應積極推動科學的傳播。」
嚴紹頤在《童第周》一書中寫道:「因為我們對克隆魚的研究在國內外頗有一點名望,而我們的有些論文是用中文發表的,所以國際同行們並不全面了解其系統性進展,而國內在相當一段時間內,對不是從國外引進的研究課題或成果重視不夠,或者說不大注意中國自己的科學家的獨創性工作,『外國的月亮比中國的圓』的思想根深蒂固,至今難以擺脫。」
被同行忽略
在西蒙與舒斯特公司1988年出版的《科學時間表》上,列舉了當代中國科學家的兩項成果:第一是1981年中國科學家成功克隆出第一條金魚;第二是中國科學家將人類生長荷爾蒙基因嵌入金魚和鰍魚中,導致這些魚的生長速度比正常情況快4倍,這是朱作言領導的工作。
嚴紹頤用中英文撰寫了《魚類的克隆——核質》一書,作為「國際生物學聯合會」叢書之一,1998年由香港文化教育出版社出版並在全球發行。日本著名發育生物學家崗田節人在本書的序中寫道:
「已故童第周教授是將細胞核移植研究應用於魚類的偉大先驅者。本書的作者嚴紹頤和他的同事們確立了技術並繼承了這一偉大傳統,他們在中國現代史中最困難的時期,繼續長期地用細胞核移植法為魚類胚胎學作出很大貢獻,特別是在核質雜種魚方面。
「這些都是真正獨創性的工作。感謝本書為國際讀者們提供了一個很好的機會得以瀏覽這一高度創造性的研究。特別是有關種間核質雜魚的結果,可能會引起一些爭論,但這是很好的事,因為許多生物學家還不知道有這樣重要的工作。
「在魚類中進行細胞核移植應當給以更高評價。」
然而,確實有許多生物學家還不知道有這樣重要的工作。例如,2005年美國《國家科學院院刊》PANS發表了Christen Brownlee的綜述文章《核移植:引入克隆》,回顧了核移植技術的歷史和發展。文章引用了從1938年到2003年的16篇文獻,但隻字未提中國科學家的克隆魚研究。
中國的克隆魚確實也被同行遺忘了。
當多利羊在公布成果的那一天就蜚聲全球時,做出第一條克隆魚的中國科學家們不僅被媒體和公眾遺忘,甚至也被同行忽略了,他們的開創性工作沒有對世界科學產生應有的影響。是什麼因素讓中國的克隆魚如此默默無聞呢?