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不仅含有双倍的染色体,而且由此产生的后代细胞的染色体是该体细胞的遗传拷贝,因而由此发育而成的个体的遗传性质与核供体的亲本是一致的。
这里概括地说一下“多利”出世的过程:从产于芬兰的一只6岁的塞特母羊的乳腺中提取一块本身没有繁殖功能的普通细胞组织,在特殊条件下培养6天,使这些细胞的细胞核进入休眠期;通过显微操作的方法将一个未受精的卵子的遗传物质去除;通过细胞融合将乳腺细胞的细胞核导人到去除细胞核的卵子中,形成重组胚;将重组胚移到合适的供体绵羊的输卵管中,经过几天的体内发育,从输卵管中取出发育良好的胚胎,再移植到合适的受体母羊的子宫中,最后由它产下羊羔。
我们从“多利”的产生过程可见它是未经过精子与卵细胞结合的受精过程,属于无性繁殖,因此称之为“克隆绵羊”。“多利”这个美妙的名字是维尔穆特借用了他所喜欢的乡村歌手多利·帕顿的名字。
生活中应用无性繁殖的植物、动物是很多的,比如植物的纤插、嫁接、块茎繁殖长出的后代也都是克隆。
在自然条件下,由于许多植物本身就适宜进行无性繁殖,因此它们很容易克隆。在动物中,这种无性繁殖方式多见于无脊椎动物,比如原生动物的分裂生殖等等。但是,对于高等动物,出于在自然状态下它们一般只能进行有性繁殖,如果要使它们进行无性繁殖,科学工作者必须经过一系列复杂的操作程序。
目前克隆哺乳动物的方法由简单到复杂有以下几种:
(1)胚胎分割。
胚胎分割在很多国家都认为是“克隆”,但这并不是严格意义上的克隆。将未着床的早期胚胎用显微手术的方法一分为二,一分为四或更多次地分割后,分别移植给受体体内让其妊娠产仔。由一枚胚胎可以克隆为两个以上的后代,遗传性能完全一样。目前用胚胎分割法已克隆出小鼠、家兔。山羊、绵羊、猪、牛和马等。
(2)胚胎细胞核移植。
胚胎细胞核移植技术要比胚胎分割技术进了一步。它是用显微手术的方法分离来着床的早期胚胎细胞,将其单个细胞导入去除染色体的未受精的成熟的卵母细胞,经过电融合,让该卵母细胞质和导人的胚胎细胞核融合、分裂、发育为胚胎。把该胚胎移植给受体,让其妊娠产仔。目前知道的胚胎细胞核移植克隆的动物有小鼠、兔、山羊、绵羊、猪。牛和猴子等。
(3)胚胎干细胞核移植。
将胚胎或胎儿原始生殖细胞经过抑制分化培养,让其细胞数成倍增多,但细胞不分化,每个细胞仍具有发育成一个体的能力。把该单个细胞利用以上核移植技术,将其导入除去染色体的成熟的卵母细胞内克隆胚胎,经移植至受体,妊娠、产仔、产生克隆动物。
(4)胚胎嵌合。
把两枚胚胎细胞(同种或异种动物胚胎)嵌合,共同发育成为一个胚胎,称为嵌合胚胎。再将该胚胎移植给受体,妊娠产仔。如该仔畜具有以上两种动物胚胎的细胞则称之为嵌合体动物。如同类黑鼠和白鼠胚胎细胞嵌合,生下黑白相间的花小鼠。不同种的绵羊和山羊胚胎细胞嵌合,可生下绵山羊,既有绵羊的特征,又有山羊的特征。目前嵌合体动物有小鼠、大鼠、绵羊、山羊、猪和牛等;种间嵌合体动物有大鼠一小鼠嵌合体,绵羊一山羊嵌合体、马一斑马嵌合体,牛一水牛嵌合体。
(5)体细胞核移植。
把动物体细胞经过抑制培养,使细胞处于休眠状态。采用以上核移植的方法,将其导人去除染色体的成熟的卵母细胞克隆胚胎,经移植受体,妊娠产仔,克隆出动物。比如克隆绵羊“多利”。它是从一只成年母绵羊的乳腺中取出一个本身并没有繁殖功能的普通细胞,将这个细胞的基因分离出来备用;然