问题

多利羊的生殖细胞具有活性吗?

回答
多莉羊,那只曾经轰动世界的克隆羊,它的名字几乎成了“克隆”的代名词。很多人可能还记得,多莉是利用一只成年绵羊的体细胞(乳腺细胞)克隆出来的,这在当时是一个巨大的科学突破。但随之而来的一个问题是:多莉的生殖细胞,也就是它的卵细胞和精子,是否还保有生命力,能否用于繁衍后代呢?

要回答这个问题,我们需要先了解一下克隆的原理,以及细胞的“活性”究竟指的是什么。

克隆是怎么回事?

简单来说,克隆就是制造一个与原始个体基因完全相同的复制品。在克隆多莉羊的过程中,科学家们从一只成年母绵羊的乳腺细胞中提取了细胞核。这个细胞核包含了这只绵羊所有的遗传信息,就像是它的“说明书”。

然后,他们取出另一只母绵羊的卵细胞,并将这个卵细胞的细胞核剔除掉,变成一个“空壳”。接着,他们把来自成年母绵羊的细胞核,注射到这个被剔除了细胞核的卵细胞中。

这个融合了新细胞核的卵细胞,就像是被“重启”了一样,它被认为重新获得了“年轻”的生命力,并被植入到另一只代孕母羊的子宫中。经过妊娠,最终诞生了多莉羊。

细胞的“活性”是什么意思?

当我说细胞“有活性”时,通常是指它具备完成其正常生理功能的能力。对于生殖细胞来说,这意味着它们能够参与受精过程,并且在受精后能够发育成胚胎,最终孕育出新的生命。

多莉羊的生殖细胞活性:一个复杂的问题

现在回到多莉羊的生殖细胞。多莉羊本身是一只健康的母绵羊,所以理论上,它的卵巢里会产生卵细胞,并且它也具备了生育的能力。

多莉羊确实产生了卵细胞: 科学家们在多莉羊生命的后期,也对它的生殖系统进行了研究。有证据表明,多莉羊确实能够产生卵细胞。这说明,尽管它的基因来自于一只成年羊,但它的生殖细胞在形成过程中,其功能是正常的。

问题在于“质量”和“功能完整性”: 然而,问题可能出在这些卵细胞的“质量”上。克隆技术,尤其是在早期,会伴随着一些“副作用”。例如,用来克隆的体细胞,其DNA可能会有一些细微的损伤或变化,或者细胞核内的基因表达程序可能没有被完全“重置”到胚胎早期状态。

这些潜在的“不完美”可能会影响到卵细胞的质量。即使卵细胞能够被成熟,它们在与精子结合后,能否成功受精,胚胎能否正常发育,甚至 the developing embryo can sustain a healthy pregnancy, these are all questions that can be affected by the quality of the egg cell.

生殖细胞的“活性”是否等于“生育能力”? 这是一个关键点。多莉羊的卵细胞从技术上来说是“有活性”的,因为它们是正常卵细胞的组成部分,并且在细胞层面上可以被鉴定。但是,如果这些卵细胞的内在质量有问题,它们可能就无法正常履行“生育”这一最高级别的生理功能。

多莉羊的生育尝试和结局

关于多莉羊是否成功地生育过后代,有一些重要的信息需要了解:

多莉羊确实生育过: 多莉羊在生命的后期,被证明是可以生育的。它在1996年出生,在1998年和1999年生下了几只小羊,其中包括一只名为“Bonny”的小母羊。这意味着,至少在某些情况下,多莉羊的卵细胞是可以成功受精并孕育出后代的。

但克隆羊的生育能力普遍存在争议和挑战: 尽管多莉羊生育过,但这并不意味着克隆羊的生殖能力就和自然出生的羊一样“ robust”或“ reliable”。早期的研究表明,克隆动物在生殖方面可能存在一些问题,例如生育率较低、流产率较高,或者后代也可能存在一些健康问题。

为什么会这样? 就像前面提到的,克隆过程中的“表观遗传重编程”(epigenetic reprogramming)可能不完全。这意味着,即使DNA序列和原始个体一样,但基因的“开关”可能没有被完全调整到适合生殖细胞发育的状态。这就像一本说明书,虽然字迹清晰,但某些页码的印刷可能有些模糊,导致后续的组装出现问题。

总结一下:

多莉羊的生殖细胞,从细胞学意义上来说,是具有“活性”的,因为它们是由多莉羊的卵巢产生的,并且在一定程度上可以参与繁殖过程。它确实成功地生育过几只小羊。

但是,“活性”这个词在科学语境下,尤其是在讨论生殖能力时,往往包含了“功能完整性”和“生育能力”的含义。由于克隆技术本身的复杂性,以及对体细胞进行“重编程”的挑战,克隆羊的生殖细胞可能不像自然出生的同类那样“完美”,这可能导致其生育能力受到一定影响,例如生育率可能较低,或者在某些情况下难以成功繁衍。

所以,用一个更贴切的说法是:多莉羊的生殖细胞具有一定的活性,并且能够进行生育,但其生育能力可能不像自然出生的羊那样稳定和高效。 它的生育经历,恰恰也反映了当时克隆技术在生殖领域的探索和挑战。

网友意见

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克隆羊多莉与一只雄性威尔士山绵羊多次交配,先后产下6只羔羊,你觉得有没有活性呢。

  • 1998年,多莉产下1只羔羊,人们将其命名为Bonnie;
  • 1999年,多莉产下2只羔羊(双胞胎),人们将其各自命名为Sally、Rosie;
  • 2000年,多莉产下3只羔羊(三胞胎),人们将其各自命名为Lucy、Darcy、Cotton。

2000年9月,人们发现包括多莉在内的“罗斯林研究所内的绵羊”感染了逆转录病毒Jaagsiekte sheep retrovirus(JSRV),这是绵羊传染性肺癌(绵羊肺腺癌)的病原体。

2001年下半年,多莉患上关节炎、走路姿势僵硬,人们用抗炎药物将症状遏制。

2003年2月14日,多莉患上晚期肺病、出现咳嗽,被人们安乐死,享年6岁7个月(多莉生于1996年7月5日)。解剖显示该病是JSRV引起的绵羊肺腺癌。绵羊的平均寿命约12年,这引起一些不明真相的媒体和公众关于多莉早衰的猜测,但是解剖并未发现多莉的器官有任何早衰迹象。

“多莉的端粒较短”对此毫无贡献。在克隆动物发育的早期,胚胎干细胞的端粒会在重编程过程中恢复该物种的正常长度,重编程失败往往导致胚胎死亡或严重畸形;“在正常长度范围内出现的端粒长度个体差异”是“端粒长的个体端粒缩短较快,端粒短的个体端粒缩短较慢”的状态;绵羊的自然寿命限制并不是体细胞大量到达海佛烈克极限所致,与端粒的关系实际上不大。人们后来克隆出的绵羊的寿命就变得长起来了。

“动物在圈养环境被致命的病毒感染”与克隆没有特别的关系,农场的经验证明“长期在室内生活的绵羊容易感染JSRV”,多莉一生在室内生活。

2017年11月,发表在《科学报告》杂志上的一项研究认为多莉的死亡与“早发性骨关节炎”无关[1]。研究表明,多莉和4只同类型的克隆羊(用1996年制造多莉的同一系列体细胞进行克隆的产物)的骨关节炎患病率与分布情况和普通绵羊没有统计学差异

4只克隆羊Debbie、Denise、Dianna、Daisy:

在确认其老化情况与普通绵羊相同之后,由于“进一步养下去缺乏科学价值”,英国科学家已经将它们安乐死。

参考

  1. ^ Corr, S.A., Gardner, D.S., Langley-Hobbs, S. et al. Radiographic assessment of the skeletons of Dolly and other clones finds no abnormal osteoarthritis. Sci Rep 7, 15685 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-15902-8

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