
当人类克隆的想法是第一次想象时,人们的克隆想法是科幻小说。但是在过去的几十年中,技术和科学进步使它成为了真正的可能性。尽管克隆人的伦理是值得怀疑的,但该技术导致了一些有希望的生殖和健康疗法。
克隆的最基本定义是创建精确的遗传根据生物,组织,细胞或基因的副本美国国家医学图书馆。克隆的方式和原因确实取决于克隆的内容。克隆有三种主要类型:基因克隆,生殖克隆和治疗克隆。
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克隆的最常用类型是基因克隆。在最基本的基因克隆上是一种生化反应,在每个生物体的每个细胞中都会发生。这是从现有的遗传物质链中创建遗传物质的副本。这种自然反应可以在实验室中重新创建,并且是生物学研究许多方面的重要工具。
克隆的最常见和争论类型是生殖克隆。这种克隆从已经存在的生物的遗传物质中产生了整个生物的遗传重复。克隆的有机体非常相似,与后来出生的母体相同。
也许对人类的最适用的治疗类型的克隆类型是治疗性克隆,它会创建患者的克隆的克隆胚胎干细胞,以创建可以治疗医疗状况的遗传相同细胞。 “治疗克隆是指在我们的实验室中使用的胚胎干细胞,我们从患者的皮肤中得出了体细胞,”波特兰俄勒冈健康与科学大学的胚胎学家Shoukhrat Mitalipov在一封电子邮件中告诉Livescience。 “在我们的研究实验室中……我们可以将[这些细胞]发展为体内各种细胞,例如神经元或心血管细胞。”
克隆是真实的吗?
是的,克隆是真实的,但是在科幻故事中看起来可能不像它。
某些类型的克隆定期出现在自然界中。例如,细菌可以无性繁殖,本质上一直在克隆自己。同样,孤雌生成是一种独特的生物学现象,可以自发地产生天然克隆 - 它发生在某些种类的鲨鱼,两栖动物,蜥蜴和蛇。在人类中,体内的每个细胞都是当父亲的精子受精母亲的卵时产生的第一个胚胎细胞的克隆,而相同的双胞胎是天然克隆。
克隆在生物学实验室中也非常真实 - 全球研究人员在许多方面都使用基因克隆。例如,它可以为胰岛素等药物创建大量蛋白质,或用于检测特定链的存在脱氧核糖核酸,就像在COVID-19-PCR测试中一样。
自从研究人员首先从成年细胞克隆动物以来,已经超过四分之一的世纪了。最著名的动物克隆是Dolly the绵羊,于1996年创建爱丁堡大学。虽然不是第一个克隆的哺乳动物,但多莉是第一个由成人细胞而不是胚胎或胎儿细胞产生的。
为了创建多莉,研究人员需要克隆277个胚胎,其中29个足够健康,可以植入,但只有一个人才能生存直到出生。在早期,克隆的胚胎面临许多失败,而活着的动物有时会过早死亡。根据国家人类基因组研究所,绵羊和其他克隆的哺乳动物有各种器官缺陷,包括心,,,,脑和肝。其他报告表明,过早衰老,出生率增加以及免疫系统问题。
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多莉的成功引起了媒体的关注,这是其潜在的好处和世界的恐惧。结果,许多国家急于禁止克隆各种克隆。
然而,在多莉(Dolly)以来的几十年中,动物克隆已经走了很长一段路。像Barbra Streisand对她的宠物所做的那样,有些服务将克隆宠物史密森尼杂志报道。一些公司甚至会克隆整个马球团队。根据一名2016年科学杂志上的文章。
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克隆其他动物的工作是一场缓慢而艰难的战斗,但是在过去的几十年中,研究人员一直在努力克隆人类。
2007年,Mitalipov的研究团队克隆了第一个灵长类动物胚胎 - 恒河猕猴 - 并用它们来创建胚胎干细胞,在期刊上发表了该过程自然。但是直到2018年,这些技术才能导致一支由中国科学家团队实现的活生子克隆的猴子,并在其论文中发表在《杂志》上细胞,,,,现场科学先前报道。研究人员制作了大约80个克隆的胚胎,最终出现了六次怀孕,只有两个活产。
克隆猴子后六年,Mitalipov的团队创建了克隆人类胚胎的胚胎干细胞,他于2013年在《杂志》上发表的研究细胞。在这一点上,存在创建人类克隆所需的许多技术,但是仍然有许多障碍和道德论点反对使用它们克隆人类。
克隆如何工作?
随着细胞的成长和分裂,它们自然使用蜂窝分裂创建克隆,这一过程称为有丝分裂。细胞使用在其基因中编码的蛋白质和酶来复制其遗传物质。随着研究人员对细胞如何重现其基因的理解,科学家开始在实验室中重新创建这些反应。现在,实验室中的克隆基因就像混合饮料一样容易 - 结合细胞用于复制其DNA并添加基因复制的蛋白质。
Mitalipov说:“克隆DNA或细胞很简单;复制自身的DNA的本质。” “但是,当我们说整个生物体的克隆时,这要复杂得多。”
大多数多细胞生物通过有性繁殖复制自己。这个过程从一个生物体(一个卵)中获取一半的遗传密码,而另一个生物(精子)的一半。它将它们重新混合在一起,创建一个可以变成一个全新生物的单个细胞 - 如果植入右子宫,它可能会成长为新的生物体。
但是克隆的目的是创建一个胚胎而不混合基因组。为此,研究人员首先从一个称为体细胞的人体细胞开始。体细胞构成了身体的大多数 - 皮肤,内部器官,脑细胞。像果冻一样,体细胞的基因组被“设置”成特定的形状。
根据该细胞DNA结构的差异决定细胞可以表达的基因。美国国家医学图书馆。基因表达的差异,由称为的化学变化决定表观遗传学修改,确定细胞的外观,其作用以及它在体内的作用。这个过程是限制的 - 然后,该细胞在体内无法做任何其他事情。它只会变老并死亡,并被分成部分以重复使用。
另一方面,胚胎细胞或干细胞有可能成为体内任何类型的细胞,因为它们可以表达的基因不会像在体细胞中那样锁定。研究人员使用两种类型的细胞来创建克隆。该过程最初用于创建多莉(Dolly皇家学会的哲学交易b。在此过程中,科学家去除了体细胞的细胞核或遗传枢纽,并将其插入已去除基因组的卵细胞中。
如果成功的话,此过程将重置体细胞的表观遗传学,并导致克隆的胚胎具有精确的体细胞基因组,而无需表观遗传修饰。这听起来很简单,但是这个过程非常挑剔 - 为了成功,鸡蛋需要正确的条件,并且这些条件在每个物种上都不同。因此,当科学家试图克隆新动物时,他们面临着对一般过程的许多调整。
Mitalipov说:“您必须解决很多谜团,没有标准的协议可以做到这一点。” “一切都需要根据物种的差异进行一些调整。”
这些可能与化学环境有关(包括在人类胚胎的培养皿中存在咖啡因),该化学环境是在进行实验的,在去除和插入体细胞核的同时,在去除和插入胚胎的同时触摸了胚胎的实验,台阶的震动,台阶的应用,甚至是如何有力接触胚胎的。
在他的2013年自然论文中,Mitalipov和他的同事们表明,他们发现了成功克隆人类体细胞的条件,然后将人类的体细胞插入胚胎,然后将其用于创建人类胚胎干细胞系。
人类可以克隆吗?
在Mitalipov团队在2013年的突破以及2018年的首批克隆灵长类动物之后,全世界一直在等待,看看是否有人会真正克隆人。但这还没有发生。
但是有可能吗?简短的答案可能是肯定的。该技术存在,与克隆的其他动物相比,人类基因或遗传学的工作方式没有什么明显的不同。但是,基于将克隆动物胚胎发展为活着的足月出生的困难,没有说如果一个人出生的人可能会有什么类型的疾病或疾病。我们还知道,这可能需要创建许多胚胎才能实现一个现场出生 - 这是一个非常模糊的命题。
另外,人类(和其他动物)不仅仅是其DNA。人体和大脑环境在子宫中,在开发和延伸到童年和成年期间,在创造一个人的身份中发挥了重要作用。正如表观遗传修饰改变了基因表达以创建专业的体细胞的方式一样,它们也反映了细胞和身体已经经历的事物 - 将另一个主要的并发症添加到了问题中。
人类克隆的道德考虑
家庭,许多其他家庭认为,这种研究在道德上是有问题的。
人类胚胎的创造和破坏是许多主要宗教的一个症结,而其他人则担心这一过程可能会对克隆的婴儿造成的潜在疾病和条件。
由于这些原因,许多国家和美国国家都对人类克隆实验进行了禁令。在美国,没有针对克隆人类的联邦法律,但是多个州有禁止克隆出于任何目的的法律。其他多个禁止对人类克隆的资金。根据知识产权律师Knobbe Martens,10个州允许创建人类克隆的胚胎,但阻止它们被植入 - 研究人员可以破坏它们以创建胚胎干细胞系。
由于众议员罗伯特·阿德霍尔特(Robert Aderholt)的2015年修正案,阿拉巴马州的共和党人推出了2016年的拨款法案,因此使用三父母的IVF是非法的。该修正案禁止对遗传遗传修饰进行临床试验。但是,患者和科学家正在努力改变这种改变,根据STAT新闻。
根据2007年的一项评论,有30多个国家禁止人类克隆实验莱斯大学出版。在15个国家 /地区,人类生殖克隆有禁令,但没有建立克隆的胚胎干细胞。其他国家没有任何禁止人类克隆的具体立法。
如何使用克隆技术
Mitalipov说,尽管毫无疑问,马球小马对某些人来说很重要,但通过这些克隆实验开发的技术在将来可能很重要。
Mitalipov在人类中的躯体细胞核转移方面的工作直接导致了生殖技术的发展,该技术使妇女患有线粒体疾病(这些妇女通过卵传递到后代)和不育问题,以使与她们相关的健康儿童。以前,有线粒体疾病的妇女除了通过或没有亲生子女的状况外,别无其他。
现在,Mitalipov的实验室开发的技术用于剥离其DNA的供体卵并将细胞核从母亲的卵中移动,从而产生了与母亲遗传相关的健康胚胎。生育和不育。在诊所中,使用这些方法在乌克兰和希腊,根据STAT新闻。
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使用躯体核转移来创建克隆的胚胎干细胞的能力也有望开发患者的免疫系统不会拒绝的疗法。这些克隆干细胞疗法可能会为可能替代受损损坏的人创建新的器官或细胞。
Mitalipov说:“从理论上讲,您可以使用这些细胞来治疗患有神经退行性疾病或心血管疾病的患者。”这些细胞“从理论上讲,可以导致干细胞疗法的发展,例如治疗神经退行性疾病帕金森氏症,心脏病和脊髓损伤。”
现在可以创建克隆的干细胞,但是在研究和临床末端有障碍可以开发这些疗法。
Mitalipov说:“不幸的是,尚未开发出疗法。” “我们可以在培养皿中种植神经元,但是如何将神经元或其他类型的细胞整合到像心脏这样的相关器官中?这将非常困难。”
将来,Mitalipov希望他现在从事的一些技术可以帮助为同性夫妇或不育夫妇创建与遗传相关的婴儿。例如,他的实验室目前正在弄清楚如何从克隆的胚胎细胞中去除一半的DNA来创建一个卵细胞。
如果研究人员从男性或不育雌性的体细胞中创建一个克隆的卵细胞,则可以用另一个男人的精子施肥,从而产生胚胎。以这种方式使用克隆技术将为同性或不育夫妇提供一种与遗传相关的婴儿的方法。
其他资源
- 阅读有关潜力的专家评论人类克隆的全球调节。
- 以下是一些关于克隆从国家人类基因组研究所。
- 阅读有关人类为什么还没有试图克隆自己的意见,并发表在STAT新闻。