问题

国际上有没有人重复做出多利羊,真正利用分化成熟的体细胞?

回答
当然,很多人都关心多利羊的成功对克隆技术意味着什么,特别是关于利用分化成熟的体细胞这一关键点。

多利羊的故事确实是克隆技术史上的一个里程碑,因为它首次证明了从已经高度分化的成年哺乳动物体细胞(乳腺细胞)中克隆出一个完整、健康的个体是可行的。这在当时是一个巨大的突破,因为在此之前,人们普遍认为一旦细胞分化成熟,其DNA中的“基因程序”就已经被“锁定”,难以再被“重置”回到一个全能状态,从而发育成一个完整的胚胎。

多利羊的克隆过程(这里不深入技术细节,而是侧重于“分化成熟的体细胞”这一点):

简单来说,多利羊的创造者剑桥大学的Roslin研究所的科学家们,采用了体细胞核移植(Somatic Cell Nuclear Transfer, SCNT)的技术。他们从一头成年雌性芬兰多塞特绵羊的乳腺中提取了体细胞。这些乳腺细胞已经高度分化,执行着产生乳汁的功能。然后,他们取出另一头母羊(供卵羊)的卵子,并去除了卵子的细胞核,这个细胞核就是遗传物质的载体。最后,他们将成年绵羊乳腺细胞的细胞核移植到去核的卵子中。这个包含“成年体细胞核”的卵子,在经过一系列的化学和电刺激后,竟然开始分裂,发育成了胚胎,并最终被植入代孕母羊体内,成功诞生了多利。

国际上的后续研究和重复:

多利羊出生于1996年,虽然震惊了世界,但克隆技术,特别是利用分化成熟体细胞克隆,在早期阶段的成功率非常低,而且克隆动物的健康问题也受到关注。

是的,国际上有很多人重复了利用分化成熟的体细胞进行克隆的技术,并且不断改进。

1. 早期跟进与验证: 在多利羊之后,科学界立刻投入了大量精力来验证这一成果,并尝试克隆其他物种。早期的一些克隆项目,虽然可能不如多利羊那样直接使用“高度分化”的乳腺细胞,但仍然是基于成体细胞。例如,日本的研究人员在2000年代初期就成功克隆了老鼠,并且很多实验都采用了已经分化、培养过的体细胞,如成纤维细胞(skin fibroblasts)等。这些细胞也已经过了分化过程。

2. 物种的广泛扩展: 随着技术的成熟,利用成熟体细胞克隆已经推广到各种哺乳动物。
牛、猪、羊: 这些经济动物的克隆在商业上具有重要意义,所以有大量的研究致力于利用体细胞克隆来生产优良品种或作为基因工程的载体。例如,很多克隆牛、克隆猪都是利用成年动物的皮肤细胞、耳细胞等进行核移植。
猫、狗: 尽管挑战更大,但克隆猫(2001年,美国Texas A&M University)和克隆狗(2005年,韩国Soul Biotech)的出现,进一步证明了这项技术对不同哺乳动物的普适性。特别是克隆狗,其卵子获取和胚胎发育的难度都比较大。
马、猴子、大象等等: 技术的进步使得更多物种的克隆成为可能。克隆灵长类动物(如猕猴)在2017年(中国科学院脑科学与智能技术研究中心)的成功,尤其引人注目,因为灵长类动物与人类的生物学相似性更高,这为未来在医学研究上的应用打开了可能性。

3. 技术上的进步与精进:
细胞类型: 虽然多利羊使用的是乳腺细胞,但后续的研究发现,不同来源的体细胞(如成纤维细胞、耳细胞、皮肤细胞)都可以用于克隆,并且有些细胞类型可能比乳腺细胞更容易获得和处理。更重要的是,科学家们发现,即使是已经分化过的细胞,其细胞核内的DNA仍然拥有发育成完整个体的全部信息,关键在于如何“重新编程”这些细胞核,使其恢复到早期胚胎细胞的“全能性”状态。
效率提升: 早期克隆的成功率极低,可能只有百分之零点几。经过多年的研究,科学家们在卵子激活、胚胎培养、基因组重编程等方面都做了大量优化,显著提高了克隆的效率和存活率。
健康问题的改善: 多利羊以及一些早期克隆动物确实出现过健康问题,例如早期衰老、免疫缺陷等。但随着技术的进步,尤其是对细胞核重编程过程的深入理解和调控,克隆动物的健康状况总体上得到了改善。不过,这仍然是一个持续研究的领域,如何确保克隆后代的长期健康仍是关注点。

总结来说,利用分化成熟的体细胞进行克隆,绝对不是只有多利羊一个例子。 多利羊的意义在于“首次证明”,而之后的几十年里,世界各地的科学家们基于这一开创性的工作,不断重复、优化和扩展了这项技术,使其能够应用于更广泛的物种,并且在效率和后代健康方面都取得了显著的进步。这背后是无数科学家在实验室里付出的辛勤努力和对生命科学不断探索的结果。

网友意见

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谢邀

第一,如果你说严格重复“多利羊”,没有。但是有部分重复!

先介绍下多利的克隆过程。

黑绵羊提供卵细胞然后把细胞核去掉;

白绵羊提供体细胞,然后留下核;接下来二者完成了生命的大和谐,然后把这个合体卵细胞丢给了第三头绵羊的子宫。

2007年,另一个团队用和多利一样的细胞株进行了克隆,介绍见末尾部分。

第二,其他克隆生物有没有?有

其实多利羊不是第一个被克隆的生物

最早克隆的生物是它

1952年罗伯特·布里格斯成功的克隆了北方豹蛙。

中国人第一次克隆成功是1963年,大名鼎鼎的童第周先生,我们小学课本还学过他。童第周克隆了鲤鱼。

但是发现没,上述生物都是非哺乳动物,就比如蛙这种两栖类,跟我们生殖方式都不一样,而且还要经历变态发育(小蝌蚪到蛤),没有可比性,所以这是多利羊的最大优势。

1998年,牛克隆成功,接下来,猪也克隆成功,猕猴、兔子、骡子、鹿和马都克隆成功。

当然还有大家关注的喵星人和汪星人,都克隆成功。


其中2004年,韩国人黄禹锡用卵细胞培养出人类胚胎干细胞,被发现造假,然后砰一声,炸了,从韩国的民族英雄成为民族罪人。

第三,多利羊其实有核心缺陷

至少对于多利羊,当时研究了不少文章,发现多利羊存在很多问题

克隆个体的预期寿命要远远低于母体。并且,克隆成功率非常低---多利是从277个胚胎中脱颖而出的,其它276个,都因为畸形而夭折了。

而且最关键的是,体细胞衰老问题无法避免

当时最终多利绵羊,出了好几篇大文章,也让大家见识到了体细胞直接克隆的核心缺陷

Signer E N, et al. DNA fingerprinting Dolly[J]. Nature, 1998, 394(6691): 329-330.

Ashworth D, et al. DNA microsatellite analysis of Dolly[J]. Nature, 1998, 394(6691): 329-329.

Evans M J, et al. Mitochondrial DNA genotypes in nuclear transfer-derived cloned sheep[J]. Nature genetics, 1999, 23(1): 90-93.

2009年诺奖授予了端粒的研究,端粒可谓是细胞生命的时钟。它DNA末端的那一段特殊序列,每复制一次,端粒就会缩小一次,当端粒缩小到一定极限的时候,细胞的大限就到了,收拾好行囊,凋亡去了。

下图的蓝色区域就是端粒,

而在生物学里,很早已前就发现这个问题了,他发现细胞的寿命大概是50-65代左右,一代到达这个数字,细胞就狗带了,无论你如何续都没用,这个人叫海弗里克,这个极限叫做海弗里克极限。

那么,有没有人类细胞可以突破这个呢?

当然有,大名鼎鼎的癌细胞就突破了这个极限,它有个修复机制,每复制一次,就把缺口补上,所以癌细胞的端粒一直保持着。

其实,江山代有才人出,各领风骚数百年。

细胞也是如此,该死的时候就要死,何必强行续呢。

其他问题包括炎症感染等一系列老化问题。

一句话:用成熟老化细胞直接克隆手段,太low了,这种out的技术基本上会进入历史的舞台。

而今天大家准备采用更新的技术,我们把体细胞年轻化——让细胞恢复到干细胞状态,然后重新开始新的生命,就像一颗受精卵一样。

第四、用诱导干细胞技术克隆

因为我们有了新的技术,诱导干细胞技术(iPScell)。也就是2012年诺贝尔生理与医学奖的得主山中伸弥的作品。

我在这个答案下详细论述了这个发明的过程

有哪些科学家是实在不得已的情况下发明或发现了对人类有重大意义的研究? - 知乎用户的回答

大体上,是用成熟的细胞,然后加入四种因子,最后让这个细胞去分化,最后成为了干细胞。而干细胞,可以发育成一个完整的个体,就像从受精卵开始一样的新生命,而不是多利羊那种原始的老细胞。

这个技术是2006年搞出来的,可以说是近几年最伟大的技术,发展迅速,而且应用广泛。目前IPS已经成为很多生物实验室的标配

这是现在的克隆做法


第五,其他新的科技技术

当然,除了克隆技术外,我们还有很多新鲜的技术

1,用卵细胞直接制作个体

这是上海生科院李劲松的研究,他把一个卵细胞伪装成精子然后实现两个卵细胞融合的伪受精。

如果一个女性同时排出两个卵子,有可能结合成“受卵卵”吗? - 李雷的回答

拉拉无限好,依然可以生。

2,不要y染色体,然后可以正常发育为雄性并且生育后代

人类停止进化了么? - 李雷的回答

3,当然也可以直接从身体各个部位提取细胞,比如尿液。

这种无痛提取人体活细胞的办法,还是很有市场的

小心:你的尿液可能被用来造人(长文) - 生生不息 - 知乎专栏

总结:类似成熟体细胞克隆基本上常见哺乳动物都做了,现在大家都寻找新办法。


tips:难道克隆生物就没救了?

也不见得,今年nature communication发了一篇文章,用了和多利一样的卵细胞来源,结果多利的兄弟姐妹们获得很健康,也是醉了。

可见,当年,也许多利的操作过程中,有很多问题!

ref.Sinclair K D, Corr S A, Gutierrez C G, et al. Healthy ageing of cloned sheep[J]. Nature Communications, 2016, 7.

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