知识超链接——克隆猴技术究竟赢在哪里
2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所非人灵长类研究平台诞生，12月5日第2只克隆猴“华华”诞生。
这两只小猴子可以说是高科技的产物了，那么相比2000年美国的克隆猴“泰特拉”，“中中”“华华”究竟赢在了哪里呢？
“中中”“华华”是体细胞克隆猴，“Tetra”是胚胎细胞克隆猴。
这个关键的差异就是“体细胞”和“胚胎细胞”。
据说“中中”和“华华”的母体细胞都是来自于同一个流产的雌性猕猴胎儿的体细胞。这个体细胞和几个去核的卵母细胞融合，在人为地重新激活胚胎的发育，接下来找一个“代孕”的成年雌性猕猴，就可以孕育出克隆猴了。
体细胞克隆猴的难度主要在以下几方面：
一是不同物种之间卵子成熟、胚胎发育条件都不一样，需要摸索很多试验条件。猴子是灵长类动物，资源有限，母猴需要4~5年性成熟后才能超排取卵。试验时需要大量的母猴超排取卵，也需要大量母猴做代孕。
二是体细胞核移植不易进行，整个体细胞克隆的关键，就在于“体细胞核移植”这一步。体细胞核移植流程要求操作必须足够快，才能保证对卵母细胞的损伤达到最小。这就要求研究人员必须通过大量的练习积累经验。
这就需要熟练的核移植技术人员、手术冲卵和胚胎移植技术人员。本次克隆猴核移植技术人员熟练使用纺锤体偏振光示踪核物质一次快速去核技术，虽然不是新的技术，但对于数目有限的珍贵猴卵母细胞，确保每个卵母细胞都去除了核物质至关重要。
三是猴的体细胞克隆胚胎发育差。克隆胚胎发育到囊胚（着床前）效率低，优质囊胚比例更低，是猴胚胎发育的内在问题，在其供体细胞核的基因组里存在着重编程抗性区（RRRs）。RRRs的存在阻碍了具有多分化潜能调控功能的基因表达，使得SCNT技术中的重构胚胎发育受阻，这也是灵长类动物克隆一直无法成功的最大障碍。研究人员发现，向卵细胞导入组蛋白H3三甲基化赖氨酸9（H3K9me3）的去甲基化酶Kdm4和组蛋白乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A（TSA），改善SCNT胚胎的囊胚发育和妊娠率。使用猴成纤维细胞的SCNT实验中，21只代孕母猴中的6只成功怀孕，最终生下2只健康的猴子“中中”和“华华”。
中科院神经研究所所长蒲慕明说：“刘真可能在10秒之内对卵母细胞进行细胞去核操作，在15秒之内将体细胞注入到卵母细胞当中。”
这背后一定是极大的努力和充分的练习。
早在20多年前，随着克隆羊“多莉”的诞生，克隆技术就成了人们津津乐道的话题。那为何灵长类动物体细胞克隆到今天才得以实现呢？
其原因是灵长类动物的实验成本太高，而且夹杂着伦理道德的约束，这就注定灵长类动物的克隆实验不能进行很多次。不能进行很多次模式实验的情况下，要在少数的机会里得到最好的结果，这个可能性并不大。因此灵长类动物的克隆到今天才得以实现。
“体细胞克隆”这一技术的掌握，意味着吴承恩笔下孙大圣那个拔几根毫毛变成小猴子的法术不再是梦。科学技术就是这样将古人的幻想一件一件的变成了现实。
自从克隆羊“多莉”的诞生到现在，20多年过去了，科学家利用体细胞核移植技术（SCNT）克隆出了许多其他哺乳动物，如猪、牛、羊、猫、狗等……那为何中科的克隆猴引起了这么大的轰动呢？
体细胞克隆猴的应用及克隆技术的应用现状
猴和人类非常相似，灵长类动物做疾病模型优势巨大。目前，常用小鼠作为模型进行人类相关基础研究，已有大量实践表明小鼠与人差距较大。克隆猴的成功，将推动中国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链，促进针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病以及肿瘤的新药研发进程。目前很多疾病的分析方法还没有在灵长类模型上成熟应用，主要是时间和经费的问题，猴作为灵长类动物，资源有限，世代间隔长，试验成本高。
猪作为大型动物，资源丰富，繁殖周期短，多胎，饲养成本低，已广泛应用于人类疾病模型研究，特别是心血管疾病和代谢研究。猪的器官大小和解剖结构与人类相似，是人类异种器官移植的理想供体。克隆猪技术比较成熟，自2000年克隆猪突破后，全世界多个国家获得了克隆猪，基因敲除克隆猪、转基因克隆猪的妊娠率目前可达70%~80%。利用克隆猪技术，美国、德国、中国、澳大利亚、韩国、日本等培育了大量的基因修饰猪，美国联合治疗公司在异种器官移植猪方面处于国际领先，将在2019年进行异种器官的临床试验。
猴和猪是人类转化医学研究的良好大动物模型，小鼠、猪、猴等模型对人类研究的参考价值。
根据对克隆猴的学习，思考并回答以下习题：
1.中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆，成功获得“中中”和“华华”两姐妹，突破了现有技术无法体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题，为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理研发诊治药物带来光明前景。下图为“中中”和“华华”培育的流程，相关叙述不正确的是（ ）
A．这说明已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的
B．该过程属于无性生殖，图中的卵子实际上是次级卵母细胞
C．图中的③过程是指动物胚胎的体外培养过程
D．中中、华华的性别由纤维细胞的遗传物质决定
【答案】C
【分析】动物细胞核移植技术是将动物的细胞核移入一个去核卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。分析图示可知，①为将纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，②为对重组细胞进行体外培养，发育成新胚胎，再进行③胚胎移植过程，最终获得克隆猴。
【详解】A、该过程没有经过精卵的结合，属于无性繁殖过程，重组细胞能发育成完整个体说明动物体细胞的细胞核具有全能性，A正确；
B、该过程没有经过精卵的结合，属于无性繁殖过程，体外培养到减数第二次分裂中期的卵子才能参与受精，故图中的卵子实际上是次级卵母细胞，B正确；
C、图中的③过程是指动物胚胎的移植到受体母猴的子宫内的过程，即胚胎移植过程，C错误；
D、中中、华华是由重组细胞发育而来，其细胞核内的遗传物质来自纤维细胞，因此性别由纤维细胞的遗传物质决定，D正确。
故选C。
2.第四代试管婴儿技术——卵浆置换，其过程如图所示。该技术首先要取得女性的卵细胞核，再将其移植入优质的去核卵细胞内，使两者重组成活力较强的卵细胞，此卵细胞经体外受精形成胚胎后移植入母体子宫。下列相关叙述不合理的是（ ）
A．该技术可以适用于卵子活力差、质量不佳的不孕女性
B．应用该技术培育来的婴儿，其染色体来自父亲和母亲
C．该技术可能会引起社会伦理道德方面的质疑和争议
D．应用该技术能提高不孕女性的受孕率，平衡性别比例
【答案】D
【分析】1、核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体，用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2、试管婴儿技术主要用到了胚胎工程和细胞工程中的体外受精、胚胎移植、动物细胞培养、早期胚胎培养等技术。
【详解】A、根据题干信息，“试管婴儿卵浆置换技术首先取得女性的卵细胞核，并将其移植入优质的去核卵细胞内”，说明该技术主要适用于卵子质量不佳的女性，A正确；
B、由图可知，婴儿的染色体来自于母亲卵细胞和父亲的精子，B正确；
C、该技术涉及到核移植技术，形成的试管婴儿核遗传物质一半父亲、一半母亲，细胞质遗传物质来源于去核卵细胞，涉及到三个亲本，导致伦理道德方面的质疑和争议，C正确；
D、应用该技术可提高孕女性的受孕率，但不能平衡性别比例，D错误。
故选D。
转自：“胶州市高中生物教研”微信公众号
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