有了「猴子請來的救兵」! 那兩隻克隆猴現在長成啥樣?
就在今年初,一條中國首次成功實現體細胞克隆猴的新聞引起世人關注。相對於全球生物科學界的振奮,普通公眾多少有一些疑惑,猴子怎麼能人工複製了?克隆猴和普通小猴子一樣嗎?克隆猴的成功會給我們的未來帶來什麼?當然,人們更關心的還是這兩隻克隆出來的猴子現在怎麼樣了。經過特別批准,不久前我們的記者探訪了當時已經3個月大的中中和華華。
在過了出生3個月的敏感期後,中中和華華身體健康嗎?它們的發育成長和普通小猴一樣嗎?經過批准,我們的攝像機走近觀察。
為了中中和華華的安全,記者必須戴上所有的防護的措施,包括口罩、手套以及帽子。另外還要拍X光胸片,在排除了可能傳染猴類的呼吸道疾病後,記者隨專家進入中中和華華的育嬰室
面對鏡頭,中中、華華爬上爬下,充滿好奇,而透過鏡頭,也讓世人對它們同樣充滿好奇。因為這對看似普通的兩隻小猴,不是通過生殖細胞的有性繁殖,而是人類藉助於普通的猴子體細胞以無性繁殖方式克隆的世界上第一對非人靈長類動物。
對於中中和華華來說,克隆可不僅僅是外表看上去一樣,連它們細胞內的基因,這個決定遺傳特徵的基本單元也是一樣的,而在自然界中具有相同基因的例子只有同卵雙胞胎。如果說《西遊記》中的孫悟空拔毛變猴是為了降妖滅魔,那麼現實中,人們又為什麼要人工克隆遺傳基因完全一樣的動物呢?作為中科院神經科學研究所克隆猴團隊的首席專家,孫強在克隆猴剛剛成功的時候接到這樣一個電話:「一個朋友養的狗有十幾歲了,現在感覺狀態不行了,給我打電話,問我能不能幫他把這狗給克隆了?」
克隆一隻寵物狗,現代生物技術完全可以實現,但是對於人類醫學研究的發展,克隆技術的研究顯然有著更為深遠的意義。對大量樣本的研究是推動醫學發展的一種主要方式,而樣本精確的一致化尤為重要。1951年,一名叫海瑞塔 拉克斯的美國婦女因患癌症不幸去世,去世後,醫生提取了她的癌細胞樣本,讓人吃驚的是,樣本細胞繼續繁殖,在以後的歲月中,這些無限次繁殖的細胞被提供給了世界各地的科研機構。正是由於這些被稱為「海拉細胞」的樣本出自同一細胞系,具有精確的一致性,因此使得在此基礎上的各項研究結果更容易找到參照,也更容易彼此驗證。67年來,已有5個基於海拉細胞的研究成果獲得諾貝爾獎。具有一致性的樣本細胞意義重大,而具有相同基因的動物更是如此,因此,各國科研機構在克隆技術上一直在不斷嘗試。1997年克隆羊多利在英國誕生,隨後,牛、豬、馬、犬等相繼克隆成功,時至今日,已經有超過20種哺乳動物的克隆由全球多個生物醫學機構相繼實現。不過,真正讓全世界頂尖科研團隊緊緊盯住的目標始終只有一個,那就是靈長類動物——猴。那麼克隆領域的金字塔塔尖為什麼偏偏是猴呢?
中科院神經科學研究所非人靈長類研究平臺主任孫強說,因為靈長類的進化跟人類非常接近,所以對認識人類的大腦,腦認知功能和腦疾病有非常大的潛在應用價值。比如阿爾茨海默疾病(老年痴呆症),帕金森疾病,這些都沒有很好的動物模型,大家認為非人類靈長類可能是解決問題的一個關鍵。
正因如此,中中和華華的誕生成為生命科學領域裡程碑式似的事件,1月25日,相關成果在全球生物學頂尖學術期刊《細胞》雜誌一經發表,立刻引發了全世界的關注
中中和華華的克隆成功讓全球生物、醫學界為之一振,但既然20年間已經有近20種克隆動物誕生,為什麼作為靈長類動物的猴卻直到今天才克隆成功呢?其實,僅從原理上來說,中中和華華的克隆並不複雜。猴子的繁衍本是精子、卵子結合,母親的遺傳物質在卵細胞細胞核裡,與父親精子結合產生受精卵,因此,生出的小猴基因一半來自父親一半來自母親。而體細胞克隆技術是把母猴卵細胞中的細胞核抽掉,用另一隻猴身體中普通的體細胞細胞核注射進這個沒有細胞核的卵細胞裡,於是,在母猴體內的卵細胞誤以為受精了,會啟動細胞的分裂,開始胚胎的發育。而胚胎的遺傳物質與母猴的卵細胞完全沒有了關係,卵細胞只是提供營養物質,於是提供體細胞的猴子的基因得到了完整的複製,生出的小猴與被克隆的猴子理論上遺傳基因是完全一致的,也就是說不通過雌猴和雄猴的交配,僅僅以一隻猴子的體細胞直接複製出下一代。而從操作角度講,其中最關鍵的就是抽取卵細胞的細胞核並注入被克隆猴子的細胞核這個環節
替換細胞核僅僅是一個環節,從卵細胞到活生生的克隆猴,道路漫長。從上世紀末開始,各國科研團隊就已經紛紛啟程。
各國的科研團隊競相展開研究,克隆浪潮中百舸爭流,然而不久,所有的科研團隊都發現原本的快船駛入了一片神秘的暗流區。與其它哺乳動物不同的是,靈長類猴子的卵細胞在替換了細胞核後,本應繼續發育的胚胎卻停止了生長,路走不下去了。
金字塔的塔尖可望不可即,由於難度太大,國際上甚至有人判斷也許體細胞克隆猴就不可能成功,而此前,中國的神經科學研究在國際上一直是默默無聞。是一個猛子紮下去還是轉向做其它周期短、見效快的項目,這是中科院神經科學研究所所長蒲慕明當時所面臨的抉擇。
科技強國,要從跟跑到並跑,再到領跑,克隆猴的製作既符合醫藥界的需求,也是前沿科學領域裡的重大問題,既有基礎上的意義,也有應用上的意義,所以蒲慕明決定要做下去。
只靠拍胸脯肯定是拍不出克隆猴,所長蒲慕明手裡還有一個壓箱底的籌碼。科學院給他所長基金,讓他根據需要來決定使用,在這個基金下他們建了平臺。
有了更好的平臺,孫強的團隊沉下心來埋頭做下去,2016年底,黑暗之中曙光突顯。終於發現兩種關鍵因子的加入,胚胎發育很好,優質的克隆胚胎提升了四倍不止。
除了胚胎難以發育,猴子的克隆如此艱難,另一個原因就是靈長類動物的卵和細胞核都特別脆弱,輕微的擠壓都會導致分裂失敗,而且替換細胞核的過程要求苛刻,要在最快的時間內完成。
從當時失敗的記錄可以清楚地看到,探針進入後,卵細胞破裂,其中的卵細胞質流失,導致失敗。既要快又要準,為此中科院神經科學研究所博士後劉真使用了數千枚小鼠卵子進行練習。
在歷經了近5年理論和技術的摸索後,2017年11月27號,第一隻克隆猴中中誕生。
1997年克隆羊多利的首次亮相讓世界驚嘆不已,而如今,中國科學家對猴這種靈長類動物克隆的成功意味著克隆技術又向前邁進了一大步,也意味著中國在這一前沿領域的研究站到了世界前列。像這樣的前沿科學領域的研究難度大,周期長,需要科學家能沉住氣,埋頭幹,也需要體制機制的支持和輔助,讓科學家能夠心無旁騖地搞研究,才有可能最終取得成功。