十四、生命科学新进展——克隆技术
20世纪自然科学研究中最重大的突破是1953年生物学家沃森与物理学家克里克，在晶体物理学家富兰克林与威尔金斯的X衍射图的启发下，在英国剑桥大学卡文迪什实验室成功地确定了遗传物质脱氧核糖核酸（DNA）的双螺旋结构。接着是基因三联体遗传密码的建立，使人们对生命本质的认识跃进到一个崭新的阶段。随着分子生物学理论和技术的发展，出现了基因工程，使人类开始进入一个按照自己需要改造与创新蛋白质分子和新的物种的时代。克隆技术的成功，使生命的诞生进入无性繁殖的时代。
1．克隆绵羊“多莉”（ Dolly）
1997年3月，英国罗斯林研究所的科学家用电流使细胞和未受精的卵子融合，培育出克隆绵羊。图11为英国罗斯林研究所的科学家采用无性繁殖技术培育的一对母羊。两只克隆绵羊的出生和存活证明，生命可以不需要精子而产生，因而大批繁殖动物就十分容易了。
1998年 2月，罗斯林研究所培育出克隆绵羊“多莉”的伊恩、维尔穆特说，他用3年前死亡的一头成年羊的细胞核克隆出“多莉”。但是这头羊是已经受孕的。在怀孕期，它的循环系统内有胚胎细胞存在，虽然他使用的不是胚胎细胞，但必须排除这种可能性。因此“多莉”是否无性繁殖，尚未定论。
2．携有人类基因的克隆羊“宝丽”（Polly）
英国科学家宣布他们已成功培育出携带着具有标记的人类基因的克隆羊“宝丽”，出生于1997年7月9日。他们期望“宝丽”生产的奶中，含有能治疗人类疾病的人类蛋白质。
“宝丽”培育的方法与“多莉”几乎完全相同，微小的差别是引进了具有标记的人类基因。先从一只宝尔·多瑟特羊体的一块组织上取出纤维细胞，在实验室中大量复制，然后将有标记的人类基因引入复制的纤维细胞中，选出理想的细胞，与苏格兰黑脸羊的卵结合，发育成胚胎，随后将胚胎植入到另一只黑脸羊体内发育，得到克隆羊宝丽。利用克隆技术培育出具有人类基因的动物还是首次，它比基因工程成功率高。基因工程成功率是0.03％，培育多莉，用了277个胚胎。所以现在的克隆技术具有快速、大量培育变基因动物的潜力。
3．克隆公牛“基因”
美国威斯康星州一家生物技术公司宣布，他们没有使用成年动物细胞来克隆基因，而是用与培育多莉方法不同的技术培育出一头公牛。这头公牛于1997年2月出生，毛色黑白相间，取名“基因”。公司总裁戴尔·施瓦茨说，“‘基因’不是由成年公牛的细胞克隆而成。我们有能力从公牛身上提取细胞。但我们在克隆‘基因’时采取了特殊的科学技术。”
4．无性繁殖与克隆人
人类正常的生育过程是：精子+卵子→遗传物质相结合→受精卵→胚胎→婴儿。而克隆人的过程为：体细胞遗传物质→胚胎→婴儿。传统的人类正常的生育是有性繁殖，克隆人则是无性繁殖。正常生育出的婴儿由于基因的遗传和变异，即使是同胞兄弟，身高、个头、相貌也不相同。而“克隆人”产生的都是同一个人的复制品。传统生育离不开男性和女性，但克隆人的生育模式则完全不同，它不一定非要男性，也不需要精子，只要有体细胞核和去核卵子即可。单身女子可以取出乳腺细胞的核，移植到自己的去核卵子中形成重构卵，将重构卵移植到自己的输卵管中，就可怀孕，在子宫里发育成胎儿并分娩。这是一种自己生自己的生育模式。这不是神话，也不是天方夜谭，而是克隆人技术赋予的真实能力。
克隆人技术使来源于男子体细胞核的胚胎发育成男孩，来源于女子体细胞核的胚胎发育成女孩。克隆人的生育模式给伦理学提出许多解决不了的难题。例如同性恋者可以如法炮制，诞生婴儿；在一个有性别偏向的区域和国家，容易使人口性别比例失调：克隆人由于遗传物质全来源于“原版人”，器官移植没有排斥反应，将克隆人胎儿作为器官供体是否合乎人道等等。这些伦理学问题引起全世界各国政府首脑和科学家关注，提出了禁止克隆人实验。
5．利用自身细胞培养移植器官
美国哈佛大学的两位医生探索成功一种器官移植新途径，即利用动物自身的细胞来培养需要移植的器官，等这些器官长成后再将其移植进动物体内。这种方法的最大优点是能够克服目前器官移植遇到的一个最大难题——人体对外来组织的排斥反应。
器官移植是挽救患者生命的有效方法之一。然而，需要移植器官的人很多，而可供移植的器官却很有限。另外，目前器官移植手术中所用的器官要么来自其他捐献者，要么取自动物，手术后患者体内一般都会产生排斥反应。哈佛大学的安东尼·阿塔拉和达里奥·福萨两位医生找到了解决排斥反应的最好方法，那就是利用动物自身的细胞来培养需要移植的器官。现在，他们已用这种方法成功地为一只羊移植了膀胱和支气管，为一只老鼠移植了肾脏，为一只兔子移植了腿部肌肉。他们已经设计出了一套纠正婴儿先天性器官畸形的方法，该方法主要步骤如下：
第一步，在怀孕三个半月后，用超声波检查胎儿器官是否有先天性畸形。
第二步，在怀孕六个月前后，从胎儿畸形器官上取下豌豆大小的一块组织，同时用药物防止母亲提前分娩。
第三步，对取出的组织进行细胞分离，并在由蛋白和营养物质构成的培养液中进行培养。
第四步，用生物降解材料做成器官骨架，让培养成的组织在其上生长，直到长成所需的器官。
第五步，等婴儿出生后，将长成的器官移植进其体内。
以羊的膀胱移植为例：在小羊出生前，从其膀胱上取下一块组织，进行细胞分离和培养；用生物降解材料做成一杯形结构，让上皮细胞在杯形结构的里面生长，让肌肉细胞在外面生长；手术后六个星期，一个新的膀胱就长成了。长成的膀胱移植进出生后的小羊体内后功能正常。
据两位医生介绍，从器官上取下的组织在培养液中生长速度极快，一块1cm2大小的组织在两个月内就可长到两个足球场那么大！
