再造伊甸園（I）.ppt

再 造 伊 甸 園（I） 複製生命技術 只 活 六 年 桃 莉 羊 死 了 1996年7月5日誕生的桃莉，在獸醫檢查出罹患日益惡化的肺病後，蘇格蘭研究中心羅斯林機構研究人員在 2003年2月14日為牠執行安樂死，以一般羊11至12歲的壽命，算是早死 。 桃莉羊是全球全球第一隻由成年母體細胞複製的哺乳類動物 ，牠的誕生被視為二十世紀最後十年生物科技成就的里程碑 。 在宣布複製羊桃莉成功的一週內，美國奧勒岡州海狸市靈長類研究中心的學者，也成功地完成了彌猴核移植的首例。大家開始意識到人類複製技術成熟，已非遙不可及。 複製人會和原來的人一模一樣嗎？ 是本尊、還是分身？ 在科學的本質上，我們首先必須認清，「複製人」只是一種概念性的說法，而非有些民眾所認知的「再造一個我」。複製 (clone) 絕對不等於拷貝 (copy)。 「複製」基本上是一種「無性生殖」，也就是放棄精卵融合產生新生命的方式，而用身體細胞繁殖另一個具有相同遺傳特性的生命個體。 複製生命技術的發展 1997 年2月23日，蘇格蘭羅斯林研究所的魏爾邁等人在英國的《自然》（Nature）期刊宣佈：世界上首例來自哺乳動物體細胞的複製羊「桃莉」問世。 魏爾邁等人複製「桃莉」羊應用的是一種「核移植」技術。 所謂「核移植」，就是利用一個動物的體細胞的細胞核來取代未受精卵中的細胞核，形成一個重建的「合子」。 事實上核移植技術早在1938便已發展出來，1952年科學家成功地由青蛙胚細胞核移植入去核卵細胞複製出同樣一隻青蛙，但問題是相同研究構想要推展至更高等的哺乳動物時，卻一再失敗。 到了1984年，著名胚胎學者索特歷經無數次老鼠核移植實驗後，在《科學》(Science) 雜誌上表示，雖核移植可行，但以生物體細胞核移轉來複製哺乳類，在生物學上仍有困難。 生物技術對人類之影響被世人公認是二十一世紀的主流，這些技術包括 DNA重組、染色體操作、細胞融合等等，而細胞核移植也是其中之一。但複製羊的成功，為何會受世人如此矚目，乃在於其重要突破。 1992年之前科學界認為體細胞雖然基因成分與胚胎細胞都一樣，但因為分化及發育早已將不同器官中的細胞基因控制成部分表現部分不表現，且這種基因表現之改變是不可回復的。 過去在低等動物，蛙類或是老鼠等進行胚胎細胞核移植並不會引起太大討論，因為在胚胎階段細胞尚未高度分化，所有基因仍是保持活性的 。 既然胚胎階段核移植早已可行，且可達到複製目的，為何科學家們仍要進行體細胞的核移植複製工作呢? 原因乃在於胚胎細胞的核過於原始，在胚胎發育過程中有些很微量但也許是相當重要的基因表現會被抑制掉，如此對我們進行品種改良的工作增加了許多不確定因素。 而以體細胞核移植可以解決上述問題，在已確定基因表現的個體上再複製，可以保證所有複製體均可以保有優良性狀不至於基因表現不穩定。 英國羅斯林研究機構與 PPL製藥公司合作研發複製羊，是希望運用生物技術能利用基因改造後的複製羊來製藥，以治療人類的疾病。 基於經濟效益，體細胞核轉移技術可使羊隻成為活的製藥廠，公司只要藉著複製技術繁殖這批基因改造羊，便擁有一個生生不息的製藥廠。 而利用成體細胞複製出經濟動物，可降低因動物交配或胚胎發生過程所可能得到不確定的品質 。 英國羅斯林研究機構與 PPL製藥公司合作希望研發出無法飲用母乳的早產兒專用替代乳。早產兒所需之乳蛋白屬於一種人體蛋白，生產為困難，且若用以添加在嬰兒奶粉中成本極高。 若藉由基因轉殖技術在牛羊胚階段導入，便可以使基因改造的牛羊乳汁中生產此乳蛋白。 要進行為數不少的牛羊基因改造工作並非輕易；即使得到一頭基因成功改造的牛羊，而要利用其來大量繁衍下一代，也得背負著基因上之風險。 外來基因很可能在遺傳數代後便發生缺失或基因不表現，或是交配時的基因重組，都使外來基因在改良牛羊的基因組中潛藏著一份不穩定感。 因此將此不易得到的種牛或種羊大量百分百複製便是保留原種的最好途徑。 既然體細胞有其優點，進行核移植時之高失敗率便成為科學家們急欲突破的關鍵技術。 到底桃莉是如何被複製出來的呢？ 依據魏爾邁的文獻，作為複製用的捐贈者體細胞取自一頭六歲大已懷孕的芬多斯母羊 (Finn Dorset ewe) 的乳腺細胞。 細胞核遺傳物質雖為主宰細胞所有活動，但細胞質內的所有的游離成分對細胞核之影響亦相當大，因此必須將捐贈者細胞的細胞核狀態與卵細胞之細胞質狀態同步化，才可能提高其親和性而增加成功率。 科學家無意間發現，飢餓培養可以迫使已經高度分化的捐贈者細胞停止分裂，並進入G0期之休眠狀態。 他們將這些乳腺細胞先保持在含有10％ 牛血清的培養基中。在與卵細胞融合前，將牛血清的濃度降低到0.5％，這種牛血清飢餓處理使乳