当下的克隆经济
回到刚才的话题,瓦登伯革氏症候群的患者多患有听觉神经障碍,他们与虹膜色素较少眼睛同一侧的耳朵(蓝色眼睛的一侧)会存在听觉障碍。宠物也是一样。虽然它们因为珍稀的外表而广受喜爱,但这归根究底不过是疾病的症状之一,还希望大家能够明辨。
这里要讲的并不是猫,而是作为宠物颇受人们喜爱的雪貂,它们很容易因为遗传而患有瓦登伯革氏症候群。雪貂并不会因此患有虹膜异色症,但有许多饲养员出于“体毛和头型很受欢迎”这一理由,而故意让它们与患病个体**。有数据显示,宠物店中出售的雪貂,4只中就有3只有听觉障碍。从爱护动物的角度出发,还希望大家能够多多加以反思。
克隆经济曾经受到热议。“克隆”一词也已经广为人知,但大多数人其实并没有准确理解它的含义。
对于喜欢科幻作品的读者而言,“与自己一模一样的人造人”这种设定可以说是相当经典了。“难道克隆经济就是制作委托人的克隆人吗?!”也许会有读者发出这样的惊叹,但据我所知,并不存在这种不靠谱的生意,请大家放心。
开展克隆经济的企业虽然的确把克隆当作一门生意来做,但克隆的对象是宠物。换句话说,是在爱猫、爱犬去世后,通过克隆使其复活的一门生意。但这桩买卖却没能顺利开展。
这是为什么呢?读者朋友们能够猜到吗?当然了,原因并非成本或是伦理问题。原因在于,他们并没有理解克隆的本质。
首先,生物学上所说的克隆,指的是拥有完全相同基因组的个体。基因组指的是生物体所有遗传物质的总和。一般而言,生物都具有雌雄两种性別,从父母那里通过染色体各获得一组基因组,总共拥有两组基因组(这叫作二倍体)。在现实世界中,虽然还没有出现人工的克隆人,但实验动物和家畜的克隆已经在进行了。
之所以特意加上“人工的”这个定语,是有原因的。那是因为“天然的”克隆是自然而然存在的。归根究底,微生物(单细胞生物)通过细胞分裂增加个体数量的行为和克隆是一样的(这叫作无性繁殖)。而同卵多胞胎(双胞胎或三胞胎等)也是克隆。
同卵这一医学术语,指的是受精卵最初只有一个,是在细胞分裂早期一分为二的。换句话说,也就是复数个体由同一细胞诞生。受精卵有着被称为“全能性”的、诞生个体所需的所有能力。在数次细胞分裂中,全能性都能够得到保持。随后,在某一节点,各个细胞开始独立,重新开始细胞分裂,就诞生了同卵多胞胎。
其实,在畜牧业中,人们会利用这一现象制造人工双胞胎或三胞胎(更准确地说,是将具有优秀性状的受精卵的细胞核植入去核的未受精卵中)。通过克隆产奶量大的奶牛、肉质上佳的肉牛,来实现品质管理的稳定。这种克隆被称作受精卵克隆。
多莉与iPS的区别
通过受精卵克隆诞生的动物,和通过所谓的基因重组技术诞生的动物是不同的。自古以来的育种方法中已经在开展着对性状的选择,同时,克隆在生物学上和双胞胎或是三胞胎并没有什么两样。要说两者不同之处,那就是通过借助在遗传上没有直接联系的母牛的子宫,克隆技术能够一次产生多头牛或是错开时间产生多头牛(因为受精卵能够冷冻保存)。
基本上,克隆和人工授精一样,诞生的生物在基因上与母体没有关系。而与受精卵克隆全然不同的,就是体细胞克隆。世界上第一只体细胞克隆动物(哺乳动物)是克隆羊多莉(1996年)。
体细胞克隆,并不是通过受精卵这种“能够产生完整个体的细胞”为基础克隆的,而是从“达到分化最终阶段的细胞”克隆得出的。一般来说,这种体细胞的染色体没有产生完整个体的能力。
因此,如何重新激活移植核的全能性是体细胞克隆的关键。但有人指出,克隆多莉的方法,即便制造出克隆体,克隆体在诞生时细胞就已经老化了。这种克隆方法还称不上成熟。
也许有读者会想,只要用上2006年发明的iPS细胞不就好了?但iPS细胞虽说是多能干细胞,却不具有全能性,无法产生个体。
简单来说,全能性指兼具“形成胎盘等孕育胎儿的器官的能力”和“分化出身体各类细胞的能力”,但多能性仅指“分化出身体各类细胞的能力”。因此,大家应当将iPS细胞看作是受精卵经过一定分化之后的细胞。
利用iPS细胞,能够制作出生殖细胞(卵或**)。iPS细胞制作出的生殖细胞在受精后,理论上是能够制造出克隆体的。但生殖细胞的成熟需要精巢或卵巢,而受精卵想要孕育出胎儿也需要子宫。
笔者已经对克隆进行了各种说明,但前文提及的“克隆经济”失败的理由,并不仅仅在于制造克隆体很困难。其实,虽说是克隆,诞生的新个体与原本的个体也并不完全相同。
当然,我们不可能将生活环境也完全复制出来,而大脑的发育也还无法做到完全一致。分析大脑的构造并复制出来的技术,还只存在于科幻作品当中。而在大脑之外的其他身体部位,即便拥有相同的基因组,也不一定会在细胞层面上发育得完全相同。这一点,也是工业产品和生物的不同之处。
世界上的生物,即便基于同样的设计图,通过同样的装配机来组装,每个个体之间也会存在微小的差异。举个具体的例子,人的指纹、虹膜,还有毛细血管的走向,哪怕是双胞胎也不会完全相同。
也就是说,DNA的基因表达不仅由先天因素决定,也存在着后天调整的机制。这些后天的变化调整,使基因(DNA)本身虽然不变,但它的基因表达却是多变的。研究后天的基因表达变化的学科,叫作表观遗传学。
简而言之,构成多细胞生物的各个细胞与其他细胞之间的相互作用(或是随机地)决定了每个细胞之内的基因究竟是如何表达的。
后天的基因表达如果用音乐家的演奏来比喻,可以说是即兴演奏。我们可以这样粗略地理解表观遗传学:音乐家虽然会忠实于DNA这一乐谱来演奏,但也会随着演出场地的气氛来即兴演出。前文提到的X染色体去活化、细胞分化以及重编程,都是表观遗传学中的例子。
理解了关于克隆的这些事情,大家也就可以明白为何克隆经济会失败了。请大家回想一下关于三花猫的故事。
每一只猫都有独特的花纹(毛色的不同情况),是受到表观遗传的基因表达决定的。也就是说,即便克隆一只带有相同基因的克隆猫,也无法和原来的猫完全相同。如果原本的宠物毛发是纯色的,那么委托人也许还能够接受。但凭借现如今的技术在理论上是无法实现完全一致的心爱猫咪的纹路,克隆经济会失败也就不奇怪了。
对于主人来说无法取代的宠物,看来的确是一期一会呢。
[1]此处特指日本的情况。
[2]纯合子,指二倍体中同源染色体上同一位点上的两个等位基因相同的基因型个体。
[3]杂合子,指二倍体中同源染色体上同一位点上的两个等位基因不相同的基因型个体。
[4]介于蓝色与紫色之间的一种颜色,在中国古代是高官印绶、服饰的颜色。