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一只塑料兔竟有DNA,身体每处都能克隆爱因斯坦母校最新研究

历史趣闻2023-8-1阅读:328

鱼羊 十三 发自 凹非寺量子位 报道 | 公众号 QbitAI

神奇的事情还是发生了——一只塑料兔子也能拥有自己的DNA。

640△图源:WIRED

并且,切下兔子身体的任何一部分,就能“克隆”此兔本兔。

这项来自瑞士苏黎世联邦理工学院和以色列Erlich Lab的神奇研究,首次将DNA作为信息存储工具,注入到了日常物品当中。

(苏黎世联邦理工学院,享有“欧陆第一名校”美誉,爱因斯坦1896年至1900年期间就读于此)

也就是说,甚至你家里的锅碗瓢盆,都能携带“遗传信息”了!

当千年后的考古学家得到了一堆被注入DNA的碎瓷片,通过基因测序,他不仅能打造出一个一模一样的碗,甚至还能从中还原整个文明的面貌。

UCLA的生物化学家Sriram Kosuri评价道:

这项工作最酷的地方,是证明了DNA真的能实现无处不在的存储。

这项最新研究成果,登上了Nature子刊《自然生物技术》。

640能存储DNA的3D兔子是怎么来的?

我们知道每一个生物都有DNA,而今天这项技术让无生命的物体也可以拥有DNA。

这只3D兔子是在苏黎世联邦理工学院的实验室中被打印出来的。

嵌入在兔子聚合物基质中的,是数以万计的微小玻璃珠,而每一颗都包含着几十个合成 DNA 分子。

所以,兔子本身就可以称得上是一个数字蓝图:包含了3.7亿份描述它轮廓的数据文件。

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这项研究采用的是一个叫 DoT(DNA of Things)的架构。

在这种架构中,DNA分子被融合到一种功能性材料中,从而创建具有不可变内存的对象。

研究人员选择了一个叫斯坦福兔子(Stanford Bunny)的对象。这是一个常用的计算机图形三维测试模型。

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首先,将兔子的二进制立体光刻(STL)文件从100kB压缩到45kB。

接下来,使用DNA喷泉(DNA Foutain)技术将文件编码为12000个DNA寡核苷酸(oligos),这是通过单个CustomArray芯片所能产生的最大寡核苷酸数量。

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与文件大小相比,DNA喷泉编码的冗余度为5.2x,这就意味着即使在缺失80%的DNA寡核苷酸的情况下,依然可以正确解码文件。

然后,将PCR扩增的寡核苷酸装载到SPED(silica particle-encapsulated DNA)珠子中,并将其嵌入聚己内酯(PCL)中。

PCL是一种可生物降解的热塑性聚酯,具有低熔点和在各种有机溶剂中的高溶解度,使其成为在温和条件下进行共混和印刷的理想材料。

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为了准备3D打印灯丝(filament),研究人员将SPED胶囊与溶解的PCL混合,然后将混合物挤出到与台式3D打印机兼容的2.85mm灯丝中。

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值得注意的是,灯丝中含有100mg kg?1(100ppm)的SPED珠,这对灯丝的机械性能、重量或颜色没有任何可检测到的变化。

每克SPED珠的DNA含量为2mg,即PCL灯丝的DNA浓度为0.2mg kg-1(0.2ppm),远远低于生物有机体的DNA浓度。

最后,研究人员使用存储在含DNA的PCL灯丝中的相同文件进行了Stanford Bunny的3D打印。

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实验结果表明,通过使用便携式定序器,只需消耗少量的材料,就可以完美、快速地从3D对象检索数据。

研究人员从兔子的耳朵上剪下了约10mg打印的PCL,占兔子总重量(3.2 g)的0.3%。

而后,使用DoT架构进行了五代复制实验。

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第四代和第五代之间隔了9个月的时间,这也就表明兔子具有长期存储DNA的能力。

并且,可以从这五代产物中,都可以检测到这个文件。

但在几乎每一轮复制中,数据的完整性都有所降低,都能看到脱落分子的比例在增加。

在将DNA插入PCL灯丝之前,原始文库的比例为5.9%,而在最后几代,这一比例超过了20%。

为了更好的了解复制对文库组成的影响,研究人员还是用了二项式分布对每个寡核苷酸的正确序列读取数进行了建模。

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研究人员表示:

几乎任何种类的数字信息都可以存储在 DNA 中。

为了证明这点,他们将一个1.4M的视频存储在了DNA上,并放在了有机玻璃眼镜的镜片中。

使用一个类似于上述兔子实验的过程,团队也成功地从中获取了视频文件。

1kg DNA就能存储全球数据

用DNA来存储信息,已经是比较成熟的技术了。

DNA有4种碱基对:A-T、T-A、C-G、G-C,用来编码遗传信息。

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二进制用0和1来编码信息,那么DNA就能用A,T,G,C四种碱基来转换数字信号。

用CRISPR基因编辑技术,可以制造出任何DNA序列,存储相应的数据。

并且,由于碱基有四种,一个本来要用8bit代表的字符,用DNA序列来表示只需要2个碱基对。

DNA存储的好处在于,它的存储密度要远超过硬盘、磁带等电子设备,1克DNA就足以存下海量信息。根据哈佛大学此前的研究,装满一鞋盒的DNA(约1kg)就能存储全球数据。

而且到目前为止,也只有DNA存储这类分子存储技术,在宏观上不被几何形状所限制。

这打开了新世界的大门。论文作者Erlich说,在物体中注入存储信息的DNA这项技术,未来还可以用于制造能够自我复制的机器人。

医师科学家Eric Topol则认为,DoT将DNA数据存储的概念提升到了前所未有的高度,包括医学应用。

另外一个好处是,DNA非常稳定,能存在成百上千年。

当DNA被注入各种各样的物品之中,也就意味着,未来的考古学家很可能通过一堆碎瓷片,就能复原一个文明的本来面貌。

640

不过,想要读取这些信息,需要进行DNA测序。

比如,哈佛大学的研究人员把一张骑马的动图,插到了大肠杆菌的DNA里。

然后,对细菌的基因组进行测序,以重建图像,准确率达到了90%。

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DNA数据存储的另一大挑战,在于高昂的成本。无论是DNA合成还是DNA写入,现在都花费巨大。

据维基百科介绍,每兆字节的编码成本为12400美元,检索成本为220美元。

然而,有人指出,DNA合成和测序成本的指数级下降,如果这种趋势持续到未来,到2023年,应该会使这项技术在长期数据存储方面具有成本效益。

对此,Erlich认为,如果能实现批量生产,价格将大大降低。

DNA存储,不止停留在理论上

DNA数据存储也并不只是停留在理论上。

去年,来自法国的高中生Adrien Locatelli,就曾经把《圣经》和《古兰经》的一部分内容用DNA链编了码,然后用AAV2病毒当载体注入自己的身体。

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今年6月,哈佛系的初创公司Catalog把16GB的英文维基百科内容编码在了DNA链上。

7月,Catalog又宣布成功把1TB数据,存到了重量仅以克计的DNA上,并且表示明年就会开始商业化。

而现在,这只带有遗传物质的3D打印兔子,又向“DNA物品”(DNA-of-things)迈出了一大步。

传送门

Nature:https://www.nature.com/articles/s41587-019-0356-z

DNA存储:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/074237v1

DNA-fountain项目地址:https://github.com/TeamErlich/dna-fountain

参考资料:

Wired:https://www.wired.com/story/these-plastic-bunnies-got-a-dna-upgrade-next-up-the-world/

IEEE Spectrum:https://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/dna-of-things

— 完 —

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一只塑料兔竟有DNA,身体每处都能克隆爱因斯坦母校最新研究

什么是克隆技术?克隆有什么用??

什么是克隆
克隆是英语单词clone的音译,clone源于希腊文klon,原意是指幼苗或嫩枝,以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物,如杆插和嫁接。
如今,克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。克隆也可以理解为复制、拷贝,就是从原型中产生出同样的复制品,它的外表及遗传基因与原型完全相同。
1997年 2月,绵羊“多利”诞生的消息披露,立即引起全世界的关注,这头由英国生物学家通过克隆技术培育的克隆绵羊,意味着人类可以利用动物身上的一个体细胞,产生出与这个动物完全相同的生命体,打破了千古不变的自然规律。
如何评价克隆技术?
无论“雷里安”如何狡辩、美化自己的行为,世界许多著名科学家的看法十分相近:“雷里安”进行克隆人实验没有任何科学目的,一句话,并非为了科学进步。
不少科学家认为,在评论克隆人这个事件时,重要的是应该先弄清楚:人类到底需不需要克隆人?
莫斯科谢琴诺夫医学院遗传学教研室阿利?阿萨诺夫教授评论道,技术和工艺方面的可能性大大超过了我们对“人类需要什么”的理解。
克隆人赞同者的论据是,该技术能够帮助不孕者拥有自己的后代。
实际上,这个要求可以通过其它更安全更有效的途径来满足。因此可以断定,利用克隆技术进行传宗接代只是借口,克隆人实验背后隐藏着非科学的商业目的。
阿萨诺夫教授认为,眼下,克隆人没有任何前景,也没有任何意义。值得指出的是,现在没有人能够预言克隆人会产生什么后果,因此现在进行克隆人实验是不道德的。
修理病变器官是克隆的未来
阿萨诺夫教授说,俄罗斯科学界坚信,克隆技术的未来应该是在内科疗法中的应用,即“内科疗法克隆”。不过,现存的问题是,该术语在表达上还极其不准确。
从本质上讲,“内科疗法克隆”是建立移植细胞材料的方法,在意义上与现在所指的克隆没有共同之处,它是一种能够培养健康器官的细胞工艺技术,利用该技术可以部分或全部替换病变器官。
根据阿萨诺夫教授的解释,现在科学家刚刚触及到人体体内所发生的内部过程这个问题,只略知皮毛。科学家前不久解读了人类基因图谱,但还不能很好地应用所得到的知识来揭开人体奥秘。为此,科学家还要进行若干年的深入研究,才能完善并掌握克隆技术。
现在的克隆,百分之九十九将是丑八怪
阿萨诺夫教授说,俄罗斯科学家已经不止一次发出警告,克隆试验所得的产物99%是丑八怪。
他们的例证为:著名的克隆羊多利是经过300次失败后才获得的。遗憾的是,多利并不是一只健康的小羊,它患有关节炎等疾病,而且出现早衰病征。另外,在其它所有克隆动物身上都发现了各种发育畸形。包括阿萨诺夫教授在内的俄罗斯科学家认为,在这种情况下进行克隆人实验,至少是一种极不负责任的做法。克隆人的一生将是一场噩梦,到30岁时,他们将成为苍老之人。
什么东西可以科隆
应该说有生命的都可以克隆
现在已经克隆什么
蛙: 1962年,未成功
鲤鱼: 1963年,中国科学家童第周早在1963年就通过将一只雄性鲤鱼DNA插入来自雌性鲤鱼的卵成功克隆了一只雌性鲤鱼,比多利羊的克隆早了33年。但由于相关论文是发表在一本中文科学期刊,并没有翻译成英文,所以并不为国际上所知晓。(源自:PBS)
绵羊: 1996年,多利(Dolly)
猕猴: 2000年1月,Tetra,雌性
猪: 2000年3月,5只苏格兰PPL小猪;8月,Xena,雌性
牛: 2001年,Alpha和Beta,雄性
猫: 2001年底,CopyCat(CC),雌性
小鼠: 2002年
兔: 2003年3-4月分别在法国和朝鲜独立地实现;
骡: 2003年5月,爱达荷Gem,雄性;6月,犹他先锋,雄性
鹿: 2003年,Dewey
马: 2003年,Prometea,雌性
狗: 2005年,韩国首尔大学实验队,史纳比
尽管克隆研究取得了很大进展,目前克隆的成功率还是相当低的:多利出生之前研究人员经历了276次失败的尝试;70只小牛的出生则是在9000次尝试后才获得成功,并且其中的三分之一在幼年时就死了;Prometea 也是花费了328次尝试才成功出生。 而对于某些物种,例如猫和猩猩,目前还没有成功克隆的报道。而狗的克隆实验,也是经过数百次反覆试验再得来的成果。
多利出生后的年龄检测表明其出生的时候就上了年纪。她6岁的时候就得了一般老年时才得的关节炎。这样的衰老被认为是端粒的磨损造成的。端粒是染色体位于末端的。随着细胞分裂,端粒在复制过程中不断磨损,这通常认为是衰老的一个原因。然而,研究人员在克隆成功牛后却发现它们实际上更年轻。分析它们的端粒表明它们不仅是回到了出生的长度,而且比一般出生时候的端粒更长。这意味着它们可以比一般的牛有更长的寿命,但是由于过度生长,它们中的很多都过早夭折了。研究人员相信相关的研究最终可以用来改变人类的寿命。
克隆人
由于伦理和现实上可能的后果,克隆人一直是一个充满争议的话题。许多人认为克隆人的尝试是不道德的,但有些科学家公开宣称尝试克隆人。一些团体声称他们正在进行克隆人研究或者已经克隆出了人,但是没有独立的消息来源证实。
回答者:commando007 - 见习魔法师 二级 11-30 21:38
“克隆”是从英文“clone”音译而来,在生物学领域有3个不同层次的含义。
1.在分子水平,克隆一般指DNA克隆(也叫分子克隆)。含义是将某一特定DNA片断通过重组DNA技术插入到一个载体(如质粒和病毒等)中,然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的大量完全相同的该DNA片断的“群体”。
2.在细胞水平,克隆实质由一个单一的共同祖先细胞分裂所形成的一个细胞群体。其中每个细胞的基因都相同。比如,使一个细胞在体外的培养液中分裂若干代所形成的一个遗传背景完全相同的细胞集体即为一个细胞克隆。又如,在脊椎动物体内,当有外源物(如细菌或病毒)侵入时,会通过免疫反应产生特异的识别抗体。产生某一特定抗体的所有浆细胞都是由一个B细胞分裂而成,这样的一个浆细胞群体也是一个细胞克隆。细胞克隆是一种低级的生殖方式-无性繁殖,即不经过两性结合,子代和亲代具有相同的遗传性。生物进化的层次越低,越有可能采取这种繁殖方式。
3.在个体水平,克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体。比如,两个同卵双胞胎即为一个克隆!因为他(她)们来自同一个卵细胞,所以遗传背景完全一样。按此定义,“多利”并不能说成是一个克隆!因为“多利”只是孤单的一个。只有当那些英国胚胎学家能将两个以上完全相同的细胞核移植到两个以上完全相同的去核卵细胞中,得到两个以上遗传背景完全相同的“多利”时才能用克隆这个词来描述。所以在那篇发表于1997年2月出版在《Nature》杂志上的轰动性论文中,作者并没有把“多利”说成是一个克隆。
另外,克隆也可以做动词用,意思是指获得以上所言DNA、细胞或个体群体的过程。
二、克隆技术
1.DNA克隆
现在进行DNA克隆的方法多种多样,其基本过程如下图所示(未按比例)
可见,这样得到的DNA可以应用于生物学研究的很多方面,包括对特异DNA的碱基顺序的分析和处理,以及生物技术工业中有价值蛋白质的大量生产等等。
2.生物个体的克隆
(1)植物个体的克隆
在20世纪50年代,植物学家用胡萝卜为模型材料,研究了分化的植物细胞中遗传物质是否丢失问题,他们惊奇地发现,从一个单一已经高度分化的胡萝卜细胞
可以发育形成一棵完整的植株!由此,他们认为植物细胞具有全能性。从一棵胡萝卜中的两个以上的体细胞发育而成的胡萝卜群体的遗传背景完全一样,故为一个克隆。如此的植物的克隆过程是一个完全的无性繁殖过程!
(2)动物个体的克隆
① “多利”的诞生
1997年2月27日英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所的伊恩·维尔莫特科学研究小组向世界宣布,世界上第一头克隆绵羊“多利”(Dolly)诞生,这一消息立刻轰动了全世界。
“多莉”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊,两只是苏格兰黑面母绵羊。芬兰多塞特母绵羊提供了全套遗传信息,即提供了细胞核(称之为供体);一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞;另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫,是“多莉”羊的“生”母。其整个克隆过程简述如下:
从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞,将其放入低浓度的营养培养液中,细胞逐渐停止了分裂,此细胞称之为供体细胞;给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素,促使它排卵,取出未受精的卵细胞,并立即将其细胞核除去,留下一个无核的卵细胞,此细胞称之为受体细胞;利用电脉冲的方法,使供体细胞和受体细胞发生融合,最后形成了融合细胞,由于电脉冲还可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应,使融合细胞也能象受精卵一样进行细胞分裂、分化,从而形成胚胎细胞;将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内,胚胎细胞进一步分化和发育,最后形成一只小绵羊。出生的“多莉”小绵羊与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。
一年以后,另一组科学家报道了将小鼠卵丘细胞(围绕在卵母细胞外周的高度分化细胞)的细胞核移植到去除了细胞核的卵母细胞中得到20多只发育完全的小鼠。如呆“多利”因为只有一只,还不够叫做克隆羊的话,这些小鼠
就是名副其实的克隆鼠了。
② 通过细胞核移植克隆小鼠的基本过程
在本实验中,卵丘细胞是经如下过程得到的:通过连续几次注射绒毛膜促性腺激素,使雌鼠诱导成高产卵量状态。然后从雌鼠输卵管中收集卵丘细胞与卵母细胞的复合体。经透明质酸处理使卵丘细胞散开。选择直径为10-12微米的卵丘细胞用作细胞核供体(前期实验表明,若用直径更小或更大的卵丘细胞的细胞核,经过细胞核移植的卵母细胞很少发育到8细胞期)。所选择的卵丘细胞保持在一定的溶液环境中,在3小时内进行细胞核移植(与此不同的是,在获得“多利”时用作细胞核供体的乳腺细胞先在培养液中传代了3-6次)
卵母细胞(一般处于减数分裂中期 II )通过与上面描述类似的方法,从不同种的雌鼠中收集。在显微镜下小心地用直径大约7微米的细管取出卵母细胞的细胞核,尽量不取出细胞质。同样小心取出卵丘细胞的细胞核,也尽量去除所带的细胞质(通过使取出的细胞核在玻璃管中往复运动数次,以去除所带的少量的细胞质)。在细胞核被取出后5分钟之内,直接注射到已经去除了细胞核的卵母细胞中。进行了细胞核移植的卵母细胞先放在一种特制的溶液中1-6小时,然后加入二价的锶离子(Sr2+)和细胞分裂抑素B。前者使卵母细胞激活,后者抑制极体的形成和染色体的排除。再取出处理过的卵母细胞,放在没有锶和细胞分裂抑素B的特制的溶液中使细胞分裂形成胚胎。
不同阶段的胚胎(从2细胞期到胚泡期)被分别植入几天前与已经结扎雄鼠交配过的假孕母鼠的输卵管或子宫中发育。发育完全的胎儿鼠在大约19天后通过手术取出。
目前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。在中国,除猴子以外,其他克隆动物都有,也能连续核移植克隆山羊,该技术比胚胎分割技术更进一步,将克隆出更多的动物。因胚胎分割次数越多,每份细胞越少,发育成的个体的能力越差。体细胞核移植克隆的动物只有一个,就是“多利”羊。
三、克隆技术的福音
1. 克隆技术与遗传育种
在农业方面,人们利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种,大大提高了粮食产量。在这方面我国已迈入世界最先进的前列。
2. 克隆技术与濒危生物保护
克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音,具有很大的应用前景。从生物学的角度看,这也是克隆技术最有价值的地方之一。
3. 克隆技术与医学
在当代,医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言,器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”,作器官移植之用,则绝对没有排斥反应之虑,因为二者基因相配,组织也相配。问题是,利用“克隆人”作为器官供体合不合乎人道?是否合法?经济是否合算?
克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因,例如,在医学方面,人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干挠素,等等。
参考资料:zhidao

一只塑料兔竟有DNA,身体每处都能克隆爱因斯坦母校最新研究

克隆技术的概况

克隆技术
什么是克隆?
克隆是英语单词clone的音译,clone源于希腊文klone,原意是指幼苗或嫩枝,以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物,如杆插和嫁接。
如今,克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。克隆也可以理解为复制、拷贝,就是从原型中产生出同样的复制品,它的外表及遗传基因与原型完全相同。
1997年2月,绵羊“多利”诞生的消息披露,立即引起全世界的关注,这头由英国生物学家通过克隆技术培育的克隆绵羊,意味着人类可以利用动物身上的一个体细胞,产生出与这个动物完全相同的生命体,打破了千古不变的自然规律。
什么东西可以克隆?
应该说有生命的都可以克隆。
现在已经克隆什么?
蛙:1962年,未成功。
鲤鱼:1963年,中国科学家童第周早在1963年就通过将一只雄性鲤鱼的遗传物质注入雌性鲤鱼的卵中从而成功克隆了一只雌性鲤鱼,比多利羊的克隆早了33年。但由于相关论文是发表在一本中文科学期刊,并没有翻译成英文,所以并不为国际上所知晓。(源自:PBS)
古代神话里孙悟空用自己的汗毛变成无数个小孙悟空的离奇故事,表达了人类对复制自身的幻想。1938 年,德国科学家首次提出了哺乳动物克隆的思想,1996年,体细胞克隆羊“多利”出世后,克隆迅速成为世人关注的焦点,人们不禁疑问:我们会不会跟在羊的后面?这种疑问让所有人惶惑不安。然而,反对克隆的喧嚣声没有抵过科学家的执着追求,伴随着牛、鼠、猪乃至猴这种与人类生物特征最为相近的灵长类动物陆续被克隆成功,人们已经相信,总有一天,科学家会用人类的一个细胞复制出与提供细胞者一模一样的人来,克隆人已经不是科幻小说里的梦想,而是呼之欲出的现实。目前,已有三个国外组织正式宣布他们将进行克隆人的实验,美国肯塔基大学的扎沃斯教授正在与一位名叫安提诺利的意大利专家合作,计划在两年内克隆出一个人来。
由于克隆人可能带来复杂的后果,一些生物技术发达的国家,现在大都对此采取明令禁止或者严加限制的态度。克林顿说:“通过这种技术来复制人类,是危险的,应该被杜绝!”全国政协委员、中国科学院国家基因研究中心主任洪国藩也明确表示反对进行克隆人的研究,而主张把克隆技术和克隆人区别开来。
克隆人,真的如潘多拉盒子里的魔鬼一样可怕吗?
实际上,人们不能接受克隆人实验的最主要原因,在于传统伦理道德观念的阻碍。千百年来,人类一直遵循着有性繁殖方式,而克隆人却是实验室里的产物,是在人为操纵下制造出来的生命。尤其在西方,“抛弃了上帝,拆离了亚当与夏娃”的克隆,更是遭到了许多宗教组织的反对。而且,克隆人与被克隆人之间的关系也有悖于传统的由血缘确定亲缘的伦理方式。所有这些,都使得克隆人无法在人类传统伦理道德里找到合适的安身之地。但是,正如中科院院士何祚庥所言:“克隆人出现的伦理问题应该正视,但没有理由因此而反对科技的进步”。人类社会自身的发展告诉我们,科技带动人们的观念更新是历史的进步,而以陈旧的观念来束缚科技发展,则是僵化。历史上输血技术、器官移植等,都曾经带来极大的伦理争论,而当首位试管婴儿于1978年出生时,更是掀起了轩然大波,但现在,人们已经能够正确地对待这一切了。这表明,在科技发展面前不断更新的思想观念并没有给人类带来灾难,相反地,它造福了人类。就克隆技术而言,“治疗性克隆”将会在生产移植器官和攻克疾病等方面获得突破,给生物技术和医学技术带来革命性的变化。比如,当你的女儿需要骨髓移植而没有人能为她提供;当你不幸失去5岁的孩子而无法摆脱痛苦;当你想养育自己的孩子又无法生育……也许你就能够体会到克隆的巨大科学价值和现实意义。治疗性克隆的研究和完整克隆人的实验之间是相辅相成、互为促进的,治疗性克隆所指向的终点就是完整克隆人的出现,如果加以正确的利用,它们都可以而且应该为人类社会带来福音。
科学从来都是一把双刃剑。但是,某项科技进步是否真正有益于人类,关键在于人类如何对待和应用它,而不能因为暂时不合情理就因噎废食。克隆技术确实可能和原子能技术一样,既能造福人类,也可祸害无穷。但“技术恐惧”的实质,是对错误运用技术的恐惧,而不是对技术本身的恐惧。目前,世界各国对克隆人的态度多有“暧昧”,英国去年以超过三分之二的多数票通过了允许克隆人类早期胚胎的法案,而在美国、德国、澳大利亚,也逐渐听到了要求放松对治疗性克隆限制的声音。可以说,哪一个国家首先掌握了克隆人的技术,就意味着这个国家拥有了优势和主动,而起步晚的国家可能因此而遭受现在还无法预测的损失。如同当年美国首先掌握了原子能技术,虽然这项技术从一开始便展现着它罪恶的一面,但后来各国又不得不加紧这方面的研究和实验。单从这个角度上讲,对克隆人实验采取简单否定的态度也是值得探讨的。
至于人们担忧克隆技术一旦成熟,会有用心不良者克隆出千百个“希特勒”,或者克隆出另一个名人来混淆视听,则是对克隆的误解。克隆人被复制的只是遗传特征,而受后天环境里诸多因素影响的思维、性格等社会属性不可能完全一样,即克隆技术无论怎样发展,也只能克隆人的肉体,而不能克隆人的灵魂,而且,克隆人与被克隆人之间有着年龄上的差距。因此,所谓克隆人并不是人的完全复制,历史人物不会复生,现实人物也不必担心多出一个“自我”来。
绵羊:1996年,多利(Dolly)
猕猴:2000年1月,Tetra,雌性
猪:2000年3月,5只苏格兰PPL小猪;8月,Xena,雌性
牛:2001年,Alpha和Beta,雄性
猫:2001年底,CopyCat(CC),雌性
鼠:2002年
兔:2003年3-4月分别在法国和朝鲜独立地实现;
骡:2003年5月,爱达荷Gem,雄性;6月,犹他先锋,雄性
鹿:2003年,Dewey
马:2003年,Prometea,雌性
狗:2005年,韩国首尔大学实验队,史纳比
尽管克隆研究取得了很大进展,目前克隆的成功率还是相当低的:多利出生之前研究人员经历了276次失败的尝试;70只小牛的出生则是在9000次尝试后才获得成功,并且其中的三分之一在幼年时就死了;Prometea也是花费了328次尝试才成功出生。而对于某些物种,例如猫和猩猩,目前还没有成功克隆的报道。而狗的克隆实验,也是经过数百次反覆试验再得来的成果。
多利出生后的年龄检测表明其出生的时候就上了年纪。她6岁的时候就得了一般老年时才得的关节炎。这样的衰老被认为是端粒的磨损造成的。端粒是染色体位于末端的。随着细胞分裂,端粒在复制过程中不断磨损,这通常认为是衰老的一个原因。然而,研究人员在克隆成功牛后却发现它们实际上更年轻。分析它们的端粒表明它们不仅是回到了出生的长度,而且比一般出生时候的端粒更长。这意味着它们可以比一般的牛有更长的寿命,但是由于过度生长,它们中的很多都过早夭折了。研究人员相信相关的研究最终可以用来改变人类的寿命。
克隆人违背人类生命伦理
现代科技,特别是现代生命科技,要不要尊重伦理学原则,要不要倾听伦理的声音?有关专家针对一些科学狂人在美国秘密克隆人的做法指出——克隆人违背人类生命伦理,存在着极大的争议和难以解决的一系列法律等问题。
我国多家媒体近日转载了国外媒体报道的一条惊人消息:一群受邪教组织操纵的科学狂人,正在美国内华达州大漠深处进行着一项克隆人的秘密实验。他们根据英国科学家创造世界第一只克隆羊“多利”的同样原理,从一个今年2月份夭折的10个月大的美国女婴身上提取细胞制造克隆人。据称,“如果进展顺利的话,世界上第一个克隆人将于明年年底诞生。”
消息披露后,克隆技术及其带来的伦理学问题再一次成为人们议论的热点。如果这一消息属实的话,应当如何看待此事,如何正确地评价和思考这个问题,记者为此走访了国家人类基因组南方研究中心伦理、法律和社会部主任、上海社科院哲学研究所沈铭贤研究员。
沈教授说:自1997年英国罗斯林研究所成功地克隆出“多利”羊后,国外不断有人在名利的驱使下,提出并试图从事克隆人的研究。尽管各国政府明令禁止,但与克隆人有关的报道近两年来不止一次见诸报端。但是,这次速度这么快,又与邪教组织有关联,确实令人感到震惊。
痛失爱女的父母,希望通过克隆技术使女儿复活,这种心情是可以理解的。但如果科学家借此进行克隆人的实验,就值得讨论了。沈教授认为:即使撇开邪教不谈,这种做法也是不可取的。就“克隆人”这一个体而言,他会生活在“我是一个死去的人的复制品” 这样一个阴影中,这对他的心理会产生什么样的影响?
按照生命伦理学的观点,科学技术要从长远利益出发,造福整个人类。它必须遵循“行善、不伤害、自主和公正”这四项国际公认的伦理原则。“多利”羊的克隆成功经过了200多次的失败,出现过畸形或夭折的羊。而克隆人更为复杂,无疑会遇到更多的失败,如果制造出不健康、畸形或短寿的人,将是对人权的一种侵犯。
人类基因的多样性是人类进化的生物学基础,而那些科学狂人要制造的所谓“不朽的生命”,实际上是同一基因的翻版,这就有可能减少基因的多样性,不利于人类本身的进化。所以,无论从个体、整体,还是从社会进化、生命伦理角度看,都应该坚决反对克隆人的行为。
沈教授指出:现在科学界把克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆两种。前者是利用胚胎干细胞克隆人体器官,供医学研究、解决器官移植供体不足问题,这是国际科学界和伦理学界都支持的,但有一个前提,就是用于治疗性克隆的胚胎不能超出妊娠14天这一界限。而对于生殖性克隆,即通常所说的克隆人,由于它在总体上违背了生命伦理原则,所以,科学家的主流意见是坚决反对的。联合国教科文组织、世界卫生组织和国际人类基因组伦理委员会和各国政府也都非常明确地表示,反对生殖性克隆。即使克隆人真的诞生了,我们还是要坚持这一基本立场。
现代科学技术是一把双刃剑,在其造福人类的同时也会带来一些负面效应。这就向我们提出了一个问题:现代科技,特别是现代生命科技,要不要尊重伦理学原则,要不要倾听伦理的声音?沈教授指出:现在有些科学家提出,只要科学上有可能做到的,就应该去做。事实上,这是错误的观点。如果技术上我们能制造出一种严重危害人类的超级生命,难道也可以去制造吗?一些科学狂人正是打着“科学自由”的旗号,去做一些危害人类的事。因此,我们要警惕现代科学技术被一些别有用心的人利用。另外,也不能把科学自由和伦理道德对立起来。现代生命科学发展的事实表明,伦理的规范和引导,并没有束缚科学的发展,倾听伦理的声音,有利于科学更健康、顺利地发展。
选自2000年11月8日《文汇报》

 

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