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陈大元:克隆大熊猫的“最后一搏”


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“你看,这是头,这是身体,这是尾巴。”83岁的陈大元指着一张老照片说。这是一张黑熊子宫剖面图,图上有一个正在被子宫吸收的大熊猫早期胎儿,照片镶在一个原木色的相框里。

这是一项异种克隆实验,胎儿的母体是一只身强体壮、有繁殖能力的黑熊,如果一切顺利的话,它将产下一只熊猫宝宝。不过,可惜的是,胎儿最后却安放在这四四方方的相框里了:它停止了发育,如果不仔细辨认,已经很难看清它的模样。

这是一项名为“异种克隆大熊猫”的项目。陈大元正是这个项目的负责人。耄耋之年的他穿着一件灰色的毛衣,戴着一副金边眼镜,眼睛炯炯有神。1998年,作为中国科学院动物研究所首席科学家、动物克隆与受精生物学学科带头人,陈大元首次正式提出克隆大熊猫,直到现在,已过去18年。

由于前期申请的国家项目已到期,这项当初被视为“惊人之举”的工作曾因为经费等问题一度暂停。如今,这个项目依靠自筹经费的形式重新启动,对于陈大元来说,这是一个未了的心愿。

仅靠人工授精是不够的

陈大元是中国异种克隆大熊猫第一人。然而,进入克隆领域的时候,他已经63岁。

陈大元对科学前沿的嗅觉极为敏感。1995 年,他就创建了“动物体细胞克隆”科技平台,着手进行体细胞克隆的研究。他发现,用已掌握的显微操作技术,可以做克隆。中国科学院上海生科院细胞生物学与生物化学研究所研究员李劲松告诉《中国新闻周刊》,陈大元做科研的魄力让他很震动,动物体细胞克隆作为一个新的前沿领域,让很多人望而却步。

1997年,看到多利羊诞生的消息后,陈大元更坚定了他进行研究的决心。

克隆是指通过把供体细胞核移植到成熟的去核卵母细胞中进行个体“复制”所获得的后代,其遗传性状与供体细胞是一致的。用未分化的胚胎细胞进行核移植,称为胚胎细胞克隆;若用已分化的体细胞进行核移植,称为体细胞克隆。

多利羊就是通过体细胞的方式获得的,这是一种全新的获得生命个体的方式,这甚至意味着以往科幻小说中独裁狂人克隆自己的想法是完全可以实现的。

陈大元斜靠在椅子上,除了偶尔手上做一两个动作外,他很少变换姿势。“克隆就是无性繁殖。”陈大元告诉《中国新闻周刊》。由受精领域转向克隆很自然,也是国际科技发展的一个潮流。

大熊猫是陈大元选中的克隆对象。他有两个理由:一是大熊猫作为濒危保护动物,已有的有性繁殖手段还不能完全达到扩大其种群的目的;二是他曾经与大熊猫繁育基地合作,做过16年的大熊猫有性繁殖,对其习性和生殖规律比较了解。

1964年,北京动物园诞生了第一个人工授精繁殖的大熊猫,一时间,大熊猫的人工授精成为一种潮流。然而,由于当时技术还不很成熟,很多人对受精机理不清楚,大熊猫经人工授精后,并没有产下胎儿。以四川大熊猫基地为例,曾经连续3年没有一只大熊猫诞生,这种现象叫做“空怀”。

在人工授精过程中,取出的精子需要制成冰球冷冻保存。陈大元发现,冰球解冻后,很多精子都是死的,“正常的精子,在显微镜下,你能够看到它们在游动,优质的精子都是在直线运动。”

为了帮助大熊猫生产,陈大元开始带着小组在四川大熊猫基地进行大熊猫的受精机理研究。这一合作就是16年,陈大元不仅解决了人工授精中存在的各种问题,还对雌性大熊猫补充外源促性腺激素,促进其卵子成熟和发情排卵。“有6年,基地生下了7对双胞胎,9只单胞胎。” 这是陈大元自豪的事情,也正是这几年的经验让他意识到,单纯依靠这些方法来拯救大熊猫是不够的。

“克隆会是一个很好的保护手段。”多利羊的诞生,让陈大元看到了一丝光亮,但问题也来了。当时,大熊猫是国宝,不可能从它身上获得卵母细胞,更不可能用它来做寄母;我国大熊猫的数量不到千只,每年也只发情一次,“进行同种克隆实验是绝对不可能的”。

基于这些考虑,陈大元设计的方案与克隆羊的实验有很大不同:克隆羊实验中供体和受体细胞是同种的,属同种克隆;而他设计的克隆大熊猫实验则将取自不同种的动物细胞进行核移植,属异种克隆。

李劲松犹记得自己当时的吃惊和担心,当时哺乳动物异种克隆在世界上还从未有过成功的先例。不过,他们也看到,当时美国已有科学小组成功地把绵羊、猪、鼠、猴的细胞核移植到去核的牛卵细胞中。

“他对科学前沿的把握相当地精准。那时,克隆大熊猫,大家都不敢想。”苏州大学教授姜岩告诉《中国新闻周刊》,即使到现在,异种克隆依然是生命科学前沿的领域。

陈大元的果敢似乎传承于他的老师、中国著名实验胚胎学家童第周。童第周是中国克隆的先驱,早在上世纪60年代,他就在中国成功获得了第一批具有“发育全能性”的克隆鱼。

“他早就跟我们讲体细胞克隆,他甚至把洋葱的细胞放到鱼卵子里去,看洋葱细胞核能否在里面发育,非常有想法。”陈大元说。

异种克隆的三道坎

一直到现在,陈大元还是念念不忘异种克隆的三道坎:异种核质能否相容,囊胚能否着床成功,胚胎能否发育。“我们已经过了两道半,但是在胎儿发育上一直迈不过去。”陈大元说。

陈大元的第一笔资金来自中科院生物局,数目不大,只有10万元。这并不是一个正式的立项,“领导也是抱着让我试试的态度,钱主要用于无菌培养室的修建。”陈大元说。

第一道坎是异种核质能否相容,即大熊猫的体细胞核放到其他动物的卵细胞里,能否发育成基本的囊胚。实验的第一个难题是如何获得大熊猫的体细胞。作为国宝,提取体细胞的过程只能在大熊猫死后不久,细胞活性尚未消失时进行。“如果在生活状态取材,国家是不允许的。”陈大元说。

第一批大熊猫的体细胞来自福建。当时已经为此事焦急的陈大元突然接到了福州大熊猫研究中心打来电话。内容简单的像一份电报:有一只大熊猫奄奄一息,立即来取细胞样本。“取材时,那只大熊猫刚刚咽气几分钟。”陈大元回忆道。

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