科學(xué)家嘗試無限克隆克隆體，但結(jié)局不妙

無限克隆克隆體的做法，目前看來似乎是生殖繁衍的死胡同。

過去30年來，無數(shù)科學(xué)家以及至少十幾部高概念科幻喜劇都曾推測(cè)，無休止地用克隆體制造克隆體可能會(huì)產(chǎn)生逐漸退化的效果。在研究人員首次克隆出多莉羊的同一年，邁克爾·基頓主演的喜劇《復(fù)制丈夫》（1996）將其比作辦公室施樂復(fù)印機(jī)反復(fù)復(fù)印產(chǎn)生的視覺靜態(tài)噪點(diǎn)。

如今，日本生物學(xué)家確定了他們認(rèn)為是限制克隆體代際繁衍成功數(shù)量的硬性上限。該團(tuán)隊(duì)基于20年連續(xù)克隆小鼠的自身研究，原本希望借助一種有前景的試劑添加劑——曲古抑菌素A，實(shí)現(xiàn)無限克隆克隆體。這種試劑有助于抑制克隆過程中基因突變的活性。

“我們最初得出結(jié)論，連續(xù)克隆可以無限持續(xù)下去，”若山照彥及其同事在周二發(fā)表于《自然·通訊》期刊的新研究報(bào)告中指出，“因?yàn)槊恳淮某晒β识加行》嵘！笔聦?shí)上，研究過程一直進(jìn)展順利，直到研究人員開始克隆第25至27代小鼠。但據(jù)若山團(tuán)隊(duì)稱，到了第58代，小鼠甚至存活不到一天。

數(shù)千只健康克隆體

科學(xué)家將曲古抑菌素用作抗真菌抗生素，但它也能抑制小鼠和人類等哺乳動(dòng)物的某些酶功能。然而，就若山及其團(tuán)隊(duì)的研究目的而言，這種化合物還起到了他們所說的“表觀遺傳修飾試劑”的作用，能抑制不需要的DNA轉(zhuǎn)錄因子，即那些在克隆過程中激活小鼠基因代碼中潛在有害突變片段的酶蛋白。

“超過1200只克隆小鼠源自同一只原始供體小鼠，”現(xiàn)任職于山梨大學(xué)先進(jìn)生物技術(shù)中心的發(fā)育生物學(xué)家若山照彥及其合著者表示。令人驚訝的是，在出現(xiàn)成功率驟降之前，大多數(shù)克隆體都狀況良好。該團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱：“除最后一代外，晚期克隆體在出生后都格外健康，壽命正常，盡管攜帶許多有害突變。”

研究人員還發(fā)現(xiàn)，這些反復(fù)克隆的克隆體，其大部分生殖器官發(fā)育得健康完好，“這增加了通過有性生殖產(chǎn)生后續(xù)世代的可能。”

他們的研究表明，使用曲古抑菌素等試劑的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或許能將克隆代際繁衍推向更深的世代。他們發(fā)現(xiàn)，即使在處理較晚、更困難的克隆代際時(shí)，這種化合物依然有效。對(duì)于第51代克隆小鼠，使用曲古抑菌素時(shí)，將克隆供體細(xì)胞核植入卵子的成功率（5.4%）是不使用該試劑（1.6%）的三倍。

急劇下降

然而，若山團(tuán)隊(duì)確實(shí)衡量了關(guān)于其克隆體每一代之間出現(xiàn)的自然突變數(shù)量的一些確鑿數(shù)據(jù)。每一輪新的克隆小鼠，其基因代碼中都會(huì)產(chǎn)生約70個(gè)小的“單核苷酸變異”和約1.5個(gè)額外的、更顯著的“結(jié)構(gòu)變異”。雖然這個(gè)比率并不反常，但這些結(jié)構(gòu)變異在多次再克隆過程中不斷累積。

他們發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，“有害變異的累積似乎超過了適應(yīng)性效應(yīng)”，而且沒有通過有性生殖實(shí)現(xiàn)的染色體重組效應(yīng)來篩選掉巨大且潛在有害的遺傳變異。

同樣在此處，有證據(jù)表明，即使稍微回歸有性生殖，也能糾正這些問題。例如，研究人員培育的晚期克隆小鼠出生時(shí)胎盤有明顯異常，但當(dāng)這些小鼠自然交配后，其后代的胎盤恢復(fù)了正常。

關(guān)于哺乳動(dòng)物和其他生物為何進(jìn)化出有性生殖，存在諸多理論，其中一種觀點(diǎn)認(rèn)為，這通過提供強(qiáng)大的遺傳多樣性，幫助早期物種抵御寄生蟲。若山團(tuán)隊(duì)在遺傳再克隆領(lǐng)域走向極限的探索或許表明，哺乳動(dòng)物需要通過交配來保護(hù)其基因組，避免其隨時(shí)間推移而退化。

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