朱作言说:“回顾克隆的大事记应该说从1949年开始,文章发表在1952年,出现了同一物种胚胎细胞克隆的青蛙,到了1963年出现了同一物种蝌蚪幼体肠上皮细胞克隆的爪蟾。第一阶段是美国人的研究,第二阶段是英国人的研究,第三阶段则是咱们中国人的研究:1973年以后,鲤鱼和鲫鱼之间、草鱼和鳊鱼之间成功完成了脊椎动物异种间克隆,直到1981到1986年完成成年鲫鱼体细胞的克隆,我国这十多年的克隆鱼研究写下了辉煌的一页。1996年,‘多莉’羊出生,克隆研究热点又转回到英国。”
2002年为纪念童第周诞辰100周年,中国科学院院长路甬祥写下“克隆先驱”四个字,作为对童第周一生的评价。严绍颐说,“提到涉及克隆动物的研究就不应该忽略30多年来中国科学家所作出的努力和贡献。”
“只有实验 才能解答这个问题”
动物的细胞分为性细胞和体细胞。性细胞是指“直接参与有性生殖”的细胞,如精子和卵子,一个性细胞只携带一半的遗传信息,需要精子和卵子结合才能发育成新生命;体细胞是指分化成组织和器官的“定型”细胞,如皮肤细胞等,但每个体细胞都含有完整的遗传物质DNA。动物克隆的基本技术是细胞核移植——将一个胚胎的细胞核移入一个去核的卵细胞中,或者将一个体细胞的细胞核经培育移入一个去核的卵细胞中,由此获得的成体动物叫克隆动物,所以克隆又有胚胎细胞克隆和体细胞克隆之分。问题是,拥有完整DNA但已经分化“定型”的体细胞能够去分化、重新回到胚胎式的发育过程吗?这是一个重要的也是一个基本的问题。早在20世纪初,科学家们就提出:一个已经分化的细胞究竟是只保留了相关的特定性能而丧失了其他所有基因呢?还是保留了所有基因组而只选择性沉默和启动个别基因?德国科学家汉斯·斯皮曼(Hans Spemann) 早在1938年就指出:只有实验才能解答这个问题。他首先提出在多细胞动物中实验核移植的设想,即将一个已分化细胞的核移入去核的卵细胞中;如果这个重组的细胞能发育成正常胚胎,这将证明已分化的细胞核具有发育成所有类型细胞的能力;换句话说:分化的细胞核具有全能性。1938年,斯皮曼在《胚胎发育和诱导》期刊上介绍了他最初实施的核移植技术。他的实验显示,已经分化的胚胎细胞具有全能性,但仍不能确定来自成年动物的体细胞是否具有同样的发育潜能。
开启动物核移植实验
20世纪50年代初两个年轻的美国人做了一个非常漂亮的青蛙实验,开启了动物的核移植实验。1950年,美国费城Lankenau医学研究所的科学家Robert Briggs和同事Thomas King开始用多细胞动物做核移植实验。他们选择了北美洲的一种豹蛙做实验,因为豹蛙卵子直径达几毫米,而且容易获得。他们从豹蛙胚胎中取出一个细胞,用玻璃微针管取出其中的细胞核,再成功地将之注入到去核的卵细胞中。两年后,两人完善了移植技术,在豹蛙的一系列实验中40%的重组卵发育成胚胎、蝌蚪和幼蛙,这是人类第一次培养出的细胞核移植蛙,即克隆蛙。他们的研究结果发表在1952年3月出版的美国《国家科学院院刊》上。
最初的成功来自胚胎细胞的细胞核,下一个问题是已经分化的体细胞是否也还保留了发育成胚胎的全能性?他们又用发育到原肠核的细胞做实验,结果培育出了胚胎,但没有得到蝌蚪和青蛙。于是他们认为,已经分化的细胞具有发育的局限性。他们还用不同种类的青蛙来做实验,但未获成功,也因此认为物种间的核移植具有局限性。两人1957年得出结论:已经分化的细胞很难再发育成胚胎。