图片来源:University of Hawaii
它,可能是比绵羊多莉更重要的克隆动物。
撰文 | Rachel Nuwer
翻译 | 魏书豪
审校 | 栗子
2000 年 5 月 5 日,对夏威夷大学马诺阿分校的解剖学和生殖生物学系来说,是个悲伤的日子。一只名叫 Cumulina 的老年小鼠因自然原因死去,而它的出生曾登上国际新闻头条。当时,那间实验室的首席研究员柳町隆造说:" 她很特别 "。
Cumulina 出生于 1997 年 10 月 3 日,是第一只成功克隆的小鼠,也是第二只用成体细胞克隆出的哺乳动物。她的诞生还是一项技术的先驱,而这项技术为人们期待已久的克隆动物确立了可行性。这只小鼠的出生仅仅比绵羊多莉晚了 15 个月,后者作为第一只从成体细胞克隆的哺乳动物,震惊了科学家和公众,也引发了人们对科幻小说般的人类克隆的伦理问题的关注,并让全世界对即将到来的生物医学突破产生了希望。
多莉羊(图片来源:Toni Barros via Flickr, CC-BY-SA-2.0)
然而事实证明,多莉的成功因素十分复杂。在爱丁堡的罗斯林研究所进行的那场实验当中,一共有 277 个克隆胚胎,多莉是唯一一只成功出生的个体。团队运用的方法是,从一只苏格兰黑脸羊的卵细胞中去除细胞核,并利用电击促进这个细胞与另一只芬兰多塞特羊的一个乳腺细胞相互融合。然后,他们将这个不寻常的卵细胞(含有完整 DNA,但从未受精)植入一只母羊体内,让母羊产下克隆羊。
此后,罗斯林研究所的科学家打算继续克隆更多的羔羊,1997 年,他们利用成体细胞克隆出了第一批转基因哺乳动物。但与此同时,远在夏威夷,柳町隆造的博士后研究员若山照彦产生了另一个想法。
若山受到多莉出生这一消息的启发,想利用在实验室的空闲时间,创造一只克隆小鼠。他从卵细胞中去除细胞核,并用取自成年小鼠卵丘细胞的细胞核来替换(卵丘细胞通常在卵子成熟过程中发挥作用)。然后,他将这些特殊的卵子植入代孕雌性小鼠体内,看看它们是否能成功分娩。
图片来源:Star-Bulletin
1997 年秋天,在多次尝试失败后,若山和柳町制造了一项惊人的成果:一只健康的雌性幼鼠。他们将这只小鼠命名为 Cumulina(得名自用来创造她的卵丘细胞)。若山因其成就而享誉国际,后来成为日本山梨大学的教授,柳町则在夏威夷大学创立了生物发生研究所。
在 Cumulina 出生后的一年里,若山和柳町又培育出 84 只克隆小鼠,打消了人们对克隆可行性的疑虑。事实证明,若山的方法比罗斯林研究所的科学家们培育绵羊多莉的方法更有效。夏威夷大学生物发生研究所所长 W. Steven Ward 说:"Cumulina 真正代表了克隆技术的突破。"
迄今为止,科学家已经克隆了 20 多种动物。利用培育 Cumulina 的核移植方法克隆的小鼠,现在是世界上数量最多的克隆动物。尽管如此,20 世纪 90 年代关于克隆的一些更壮观的愿景并没有成为现实。例如,研究人员还没有办法用克隆细胞生成的新器官来替换垂死人类的衰竭器官。但制造出多莉、Cumulina 和其他克隆动物的那些早期工作,为干细胞技术的进步做出了贡献。如今,这些技术正在帮助科学家探索再生医学、研究从白血病到糖尿病等疾病的基础,以及研制新药。
10 月 3 日是它的生日(图片来源:Star-Bulletin)
实验室里的小鼠通常不会活到老年,但柳町团队尽了一切努力来确保 Cumulina 长寿。他们甚至为她举办过生日派对。 " 她是一只非常养尊处优的老鼠," 美国国家历史博物馆现代科学领域的研究者 Kristen Frederick-Frost 说。
Cumulina 活过了 2 岁,这相当于人类活过 90 岁。在她死后,柳町将这只小鼠保存在冰箱里,直到当地的一位高中老师提议将她制成标本。那位老师把 Cumulina 摆成了拿着一块假奶酪的姿势,在柳町的实验室里展示了几年,然后她才被放进壁橱里。2004 年,她险些被洪水冲走,此后大部分时间都在储藏室度过。
被制成标本的 Cumulina(图片来源:Ken Ige, Star-Bulletin)
柳町教授在 2005 年退休。去年,夏威夷大学生物发生研究所所长 Ward 联系了美国国家历史博物馆。Frederick-Frost 说,做出接受 Cumulina 的决定,根本没经过思考。与 Cumulina 同属一个系列的藏品,还包括世界上第一个获得专利的转基因动物 OncoMouse ——它和它的后继者们,都曾经在癌症研究中发挥作用。
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