浅谈克隆技术

浅谈克隆技术一、克隆技术的概念及发展历史克隆即英文“Clone”的音译，实意为无性繁殖系，即通过无性繁殖（如细胞有丝分裂）连续传代并形成的群体。克隆技术（Cloning）则是指由众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或细胞的技术操作。克隆技术的意义在于：①用于良种繁育和特异品种保存。克隆技术能将具有优良性状的个体，像果树嫁接那样繁殖下去。②大量繁殖濒危物种。克隆技术可以克服自然条件下交配成功率低的困难，使濒危物种大量繁衍。在克隆技术的提出和发展方面，克隆一词于1903年被引入园艺学,以后逐渐应用于植物学、动物学和医学等方面。克隆选择学说是澳大利亚免疫学家F.M.伯内特于1957年提出的,该学说的核心观点是:(1)带有各种受体的免疫活性细胞克隆早已存在,抗原的作用只是选择并激活相应的克隆;(2)细胞受体和该细胞后代所分泌的产物(抗体)具有相同的特异性。从遗传工程的研究角度来看,在原核生物细胞中,克隆外源DNA的技术比较简单,而且在全世界范围内开展研究与应用的比较广泛;在真核生物细胞中,克隆外源DNA的技术尚处于初级阶段。目前克隆哺乳类动物已成功,苏格兰科学家运用克隆技术培育出了世界上第一只称为“多利”的克隆绵羊。克隆羊“多利”的诞生表明,应用克隆技术,复制哺乳动物的最后技术障碍已被突破。“多利”的基因组合都是来自于单亲,这是真正的无性繁殖。另外，克隆技术在医学领域有很广的应用前景。目前美国、瑞士等国已能利用克隆技术培植人体皮肤进行植皮技术。应用于生物医药领域,利用转基因动物还可以生产贵重的药物。二、动物克隆技术业已证明,低等生物和高等植物的细胞具有全能性,但高等动物细胞有无全能性,在克隆羊“Dolly”诞生之前,一直是有争议的问题,克隆羊的诞生不仅有力支持了高等动物细胞也有全能性的猜测,而且为再生、修复、治疗因病理、生理、外伤等造成的组织器官缺损奠定了理论基础。也增加了用高度分化的体细胞克隆各种动物的信心。其次，使快速繁殖经济动物、拯救濒危动物成为：可能克隆动物技术一旦成熟,上面提到的牛胚胎移植就不必依赖受精卵,而直接用来源上可任意多的体细胞进行,这样,优良经济动物的推广就不会受到繁殖速度的影响,濒危动物的繁殖也不再会受到种群数量的限制。同时,克隆动物是解决动物不育或生育率低问题的良好途径。使高效培育动物新品种和治疗遗传性疾病成为可能：由于体细胞数量巨大和易于获得,因此,可通过基因工程,细胞工程等技术将具有生产价值(包括经济性状、抗虫、抗病、抗逆等)的基因导入体细胞,然后用克隆动物技术培育出人们期望的动物新品种。另外，克隆动物是良好的实验材料：由于克隆动物的遗传背景相同,用它们获得的实验结果具有良好的稳定性和可重复性,因此,是模拟疾病、基因治疗、作效应器(试验品)、器官移植等的良好材料。但是，将克隆技术利用在动物身上也存在一些问题：1.克隆动物技术尚不成熟在现阶段,克隆动物技术尚不成熟,还处于探索阶段,克隆动物成功与否有很大偶然性和随机性。目前Welmut克隆“Dolly”的方法尚未得到重复,更不能肯定Welmut的克隆羊方法是否也适于其它动物和各种不同的组织器官的细胞。2.克隆动物的可应用性有待研究有性生殖是生物在长期进化过程中选择下来的、有利于种族繁衍和生存的生殖方式,用克隆动物技术繁殖生物,有可能会给生物的生存带来意想不到的负面影响。同时,这种繁殖方式会造成基因的丢失,不利于遗传种质和生物多样性的保护。3．克隆动物面临体细胞突变及其它遗传问题基因突变与DNA复制次数紧密相关,所以,分裂次数越多的体细胞,发生突变的可能性越大,这是克隆动物材料来源方面不可避免的问题,同时,克隆动物没有遗传物质的交流和互补,将加剧遗传病的发生。4.克隆动物面临细胞寿命问题：体细胞分裂代数(寿命)是有限的,克隆动物的寿命是否会受体细胞分裂代数的影响,的确值得认真探讨。三、植物克隆技术植物克隆技术亦称植物组织培养技术，是指通过无菌操作，将植物的离体器官、组织、细胞以及原生质体，给予适宜的培养条件，使其长成完整小植株的过程。该项技术的理论基础是“细胞全能性”，即一个活的植物细胞，具有完整的膜系统和细胞核，因此就会有一套发育成一个完整植物的遗传基础。在适宜条件下，植物细胞可以通过分裂、分化再生成一个完整的植株。植物组织培养在农业生产中的应用，主要有植物快繁、植物脱毒、细胞工程、植物种源微体储存技术。就植物育苗而言在以下三方面最能体现其优势。1.繁殖速度快。植物组织培养已被广泛应用在马铃薯、香蕉等苗木、花卉、中草药种苗生产中。2.种苗品质好.选取表现性能最优的母本通过植物组织培养培育出植物原原种苗。该类种苗首先具有母本优良基因，同时通过植物组培技术达到茎尖脱毒的效果，使种苗更少病虫害，无遗传病毒，可使作物增产50%-200%。3.有利于植物种质资源保存。植物组织培养结合超低温保存技术，可以给植物种子保存带来一次大的飞跃。目前在我国，此项技术尚处于起步阶段，但已显现出强势的发展前景，如应用组培技术育苗种植的马铃薯、蝴蝶兰、石斛、金线莲等，都表现出产量大增、抗旱涝、抗病虫害等优势。相信在不久的将来，植物组培技术将成燎原之势，在现代化农业中发挥其巨大的效应。另外，植物克隆技术在人工种子方面也有很大的用处。德国植物学家哈伯伦特（Haberlandt）于1902年提出细胞全能性（totipotency）的概念，即植物体的每个细胞携带着一套完整的基因组，并且有发育成完整植株的潜在能力，后来的研究完全证实了这个理论。植物克隆技术创造出的结构和功能类似与天然种子的繁殖体或繁殖材料被誉为人工种子。人工种子技术就是利用细胞的全能性，即用适当的方法包裹组织培养所获得的具有发育成完整植株能力的分生组织，包括：体细胞胚、愈伤组织、不定芽、生长点等。细胞的全能性可以说是现代生物技术的最基本理论之一。四．克隆人问题的理性思考克隆技术是当代生命科技的前沿，它向人类展示了广阔应用前景的同时，也带来了巨大的伦理冲击，因为它指向人自身。1999年3月国际人类基因组伦理委员会关于克隆的声明将人的克隆按照克隆的目的细分为生殖性克隆、基础性研究和治疗性克隆。对于后两者反对的声音较小，但生殖性克隆（即对整个人的复制）引发了伦理问题及其理性思考。克隆人是对人的生命本身的触动，它将对人类社会造成巨大的冲击，引发众多的伦理道德问题。首先，克隆人将使人的涵义面临严峻挑战，改变人的生物学层面、心理学层面、社会学层面。其次，克隆人将造成人性的分解，使人性技术化。第三，克隆人造成人伦关系的混乱，冲击传统婚姻。第四，克隆人损害人的尊严。最后，克隆人违背了伦理学三原则即不伤害原则、公正原则、自主原则。目前赞成克隆人的主要观点即“克隆人是为了满足不孕夫妇生儿育女的需求、为了怀念故人、为了优生或让单身男女拥有后代”提出驳斥。然而，技术上的可能性、现代市场化的利益驱动和科学探索的求真本性会使克隆人的诞生难以避免。克隆技术是人类科学技术上的一大进步,有突破性的意义。应当支持和保护科学家采用克隆技术探讨医学领域中的重大难题。在不低估这一发现对人类所带来的潜在好处的同时,应深思这类研究的伦理后果,并考虑这类研究扩大至人类的危险性。世界卫生组织及各发达国家,都相继宣布禁止用克隆技术复制人的试验。前不久国家卫生部部长陈敏章强调,在中国境内禁止开展“克隆人”的试验。目前,克隆哺乳动物试验还很不成熟,盲目开展会造成不可估量的后果,即使技术成熟后,也不可能解决法律上和伦理上的问题。我们对任何人以任何形式开展“克隆人”研究的态度是:不赞成、不支持、不允许、不接受。要大力普及有关克隆的知识,引导人们正确理解克隆的概念,这样会更好地支持科学技术的发展。因此,建议国家成立医学科学伦理咨询委员会,这个委员会要把卫生部生物技术领导小组的工作和医学伦理方面的工作结合起来,主要是进行政策性的研究。今后,凡重大医学科学突破技术应用到人类医学中,都要有一个评审制度,严格把关,防止难以预料的负面影响。同时,还要进一步完善已有的管理条例和制度,使我国生物医学健康发展。附：参考文献1.邱泽生.基因工程.北京:首都师范大学出版社,19932.MailkVS.RecombinantDNATechnology.AdvancesinAppliedMierobiology,1981,(2):1-843.马玉昆,王继风.生物技术在畜牧业上的研究应用现状与展望.当代畜牧,1997,(4):1-34.陈兰英,方福德.转基因研究的现状.生命的化学.1996,16(1):7-95.GeorgesM.ReeentProgressinmammaliangenomiesanditsimplicationfortheselectionofcandidatetransgenesinlivestockspecies.Intransgenicanimal:generationanduse.NewYork:Harwoodacademicpublishers,19966.孟国良,李婉涛.新型畜禽疫苗研究概况.当代畜牧,1997,(2):l-27.陈启军,盖欣.DNA分析技术在寄生虫学研究中的应用.上海畜牧兽医通讯,1992,(2):36-378.美国国会技术评价局编.生物技术的商品化.王作明等译.北京:化学工业出版社.1990.69.李宁,吴常信.基因定点整合改良家畜的现状与展望.中国畜牧杂志.1992,28(6):53-5510.普林森.转基因动物技术现况及间题.黄牛杂志,1996.22(2):34-3711.罗军.动物分子遗传学研究现状与展望.黄牛杂志,1997,23(2):6-8