科学探索|从多莉羊到猛犸象：克隆技术如何改变了我们的世界？从多莉羊到猛犸象：克隆技术

1996年7月5日，一只雌性绵羊诞生了。后来，这只名为“多莉”（Dolly）的绵羊改变了整个生物技术行业，为科学家们提供了一种拯救濒危物种的新方法，并以当时难以想象的方式改变了医学领域。
来源：BBC
撰文：David Cox
翻译：任天

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这确实不是一只普普通通的绵羊，它的出生具有开创性的意义。当时英国苏格兰罗斯林研究所进行了一项实验，利用另一只绵羊的乳腺细胞克隆了它，并以歌手多莉·帕顿的名字给它取名“多莉” 。
20世纪50年代，英国牛津大学的生物学家约翰·格登发现了克隆非洲爪蟾的方法。自此之后，科学家们一直在进行类似的尝试，试图复制出与另一个生物基因完全相同的生物体。从青蛙、蟾蜍到鱼类，研究人员进行了许多试验，但在大型哺乳动物身上重复这一壮举却是一项十分复杂，甚至几乎不可能完成的任务。
然而，就像许多科学突破一样，多莉羊的克隆实验也有点侥幸。罗斯林研究所的研究人员一直试图通过核移植的复杂过程来克隆绵羊。他们将一只母羊的乳腺细胞的细胞核取出，利用电流将其移植到另一只羊的卵细胞中。于是，这个卵细胞就包含了多莉母亲的所有DNA，它在实验室里生长发育成一个胚胎。
不过，科学家并没有想到会发生这一切。当时，没有人认为成年动物细胞的DNA有可能形成一个新的胚胎。罗斯林研究所的科学家原本打算用胚胎细胞进行克隆实验，用乳腺细胞只是为了进行技术测试。
本质上来说，重新编程成年细胞细胞核中的所有DNA是可能的，这使它开始像胚胎细胞一样，长成了一只新的动物。在出人意料地创造出一个胚胎后，罗斯林研究所的科学家们将它放入第三只羊体内，这只羊最终生下了多莉。克隆羊成功的消息直到1997年2月22日才对外公布，让公众和众多国际媒体感到惊讶和困惑。
几天之内，许多人就做出了很不祥的预测，主要集中在克隆人可能带来的可怕后果。有人甚至建议，克隆技术可以为失去孩子的父母提供一种替代性的方法。《时代》杂志在迎接多莉的到来时，则用了一个带有挑衅性的封面标题：“还会有另一个你吗？”
在世界的另一端，一位日本干细胞生物学家正饶有兴趣地观察着苏格兰发生的事件。
再生医学的兴起
1996年，山中伸弥觉得自己的事业前途渺茫。此前他曾担任过骨科医生，有过一段糟糕的经历：在一次切除良性肿瘤的手术中，原本熟练的外科医生执刀只需10分钟的手术，他却花了1小时才完成。据报道，同事们甚至用名字的谐音给他起了个绰号“邪魔中”，意思是碍手碍脚。
1996年至1999年，山中伸弥发现自己在大阪市立大学医学院做着一份乏味的工作，大部分时间都在实验室照顾小白鼠，无法进行研究工作。在这段时间，他读到了科学家成功克隆多莉羊的消息。
山中伸弥对成体细胞能够以这种方式重新编码的事实很感兴趣，并开始思考加入转录因子——与DNA结合以打开或关闭某些基因的蛋白质——是否可以将任何成体细胞重新编码回胚胎状态。
经过10年的研究，山中伸弥实现了他的目标，首先是在小鼠身上，然后是在人类细胞上。他的技术通过添加4种转录因子的混合物，使皮肤或血细胞可以被重新编程为多能状态，也就是说，它们可以变成人体中的任何一种细胞类型。这是一个巨大的突破，山中伸弥后来被授予2012年诺贝尔生理学和医学奖。
山中伸弥的突破之所以能引起如此大的关注，是因为这项技术使科学家能够从病人身上提取血液样本，并在实验室中创造出类器官（organoid）。这是器官的微型版本，如豌豆大小，具有与病人体细胞相同的行为。类器官可以用来测试新药和疫苗，或是让我们更简单地理解人类发育的一些基本过程。