熒光動物何其多

沈羨云

你看到發熒光的猴嗎?日本研究人員在今年5月27日宣布他們培育出了一種轉基因絨猴，這種猴的發根、皮膚和血液在特定光線照射下都會發出熒光，最突出的特點是此特性能遺傳給下一代，他們已經培育出了第二代熒光猴。這是此類試驗首次在靈長類動物身上獲得成功，它為醫學研究人員提供了一個新的研究道路。其實，這不是第一批熒光猴，第一只轉基因猴子誕生于2000年，被稱之為“安迪”。這只恒河猴也攜帶綠色熒光蛋白，但不是在它的生殖細胞中，所以沒有生出第二代熒光猴。日本科學家取得的這項最新成就為研究人類疾病打開了希望之門。

熒光猴引起的爭議

讓這些絨猴的基因攜帶熒光可不是為了好玩，這個技術意味著人們可以如法炮制，把人類的致病基因植入猴子體內，讓猴子“復制”人類所患的疾病，如帕金森癥、萎縮性脊髓側索硬化癥等，這些神經系統疾病由于太復雜，無法在生物學方面與人類存在巨大差異的嚙齒類動物身上進行“復制”。醫學研究人員一直渴望獲得在解剖學方面與人類相近程度超過嚙齒類動物的動物模型。在此之前，獲得一個非人類靈長類動物模型的嘗試一直以失敗告終，研究人員無法將基因植入猴子的精子和卵子，而生下具有第一代特征的猴子。第二代熒光猴出生為研究一些疾病的成因以及治療手段提供了一個全新的模型，通過它可能攻克一些疑難疾病，提出治療它們的有效手段。另外，科學家將有可能借助轉基因技術清除人體中的“缺陷”基因，從而實現治療、預防先天性或遺傳性疾病的目的。所以，美國靈長類動物專家杰拉爾德·斯查頓將這項成就稱之為“一個毋庸置疑的里程碑”。但一些人也感到擔憂，因為猴的血緣關系離人最近，擔心利用這項技術來培育轉基因人，認為這項研究可能潛在地引發一場“道德風暴”。

從培育一只可以發出綠色熒光的絨猴到培育一只能夠復制人類疾病的絨猴確實是一項巨大突破，但仍有更為復雜的事情等待人們去完成。在復制一些疾病方面，絨猴所能起到的作用無法與狒狒或者恒河猴相提并論，尤其是復制艾滋病病毒和結核病。另一個問題是在猴子遺傳代碼中隨機植入一個外來基因，這種方式可能導致流產，還可能導致癌癥。

熒光動物家族

說起“人造”的熒光動物，這個家族的種類可真不少，有熒光線蟲、熒光魚、熒光鼠、熒光貓、熒光兔、熒光豬、熒光犬、熒光猴。其中研究最多和最早的是熒光鼠。因為鼠是一種進行醫學和生理學研究的最好動物，所以倍受科學家的青睞。現在綠色熒光鼠組成的“綠林軍”已遍及很多國家，紅色熒光鼠也繁殖到好幾代，準備進入大量繁殖。

最近，在廣州動物園逗趣園的一間小房子，有4只外表平常的小鼠在房中跑來跑去，活潑好動的狀態與實驗室里的普通小鼠沒什么兩樣。但是，當紫色光線照射到展覽房中時，這些小鼠的鼻子、耳朵、爪子和尾巴都發出漂亮綠色熒光，在黑暗的環境中顯得格外炫目耀眼。這些轉基因熒光鼠出生已經40天，身長約9厘米，它們來自中山大學干細胞與組織工程實驗室。老鼠發出熒光的秘密在于將水母中的綠色熒光蛋白基因導入到老鼠的基因組中，并在鼠體內表達產生熒光蛋白，該蛋白在紫色光照射下會產生綠色熒光。

除了熒光鼠外，最近幾年，科學家們還“人造”出很多其他的熒光動物。例如，今年報道了韓國科學家首次利用轉基因技術成功克隆出4只發熒光的比格獵犬，他們在實驗室中從小獵兔犬身上采集皮膚細胞，先是在細胞內植入紅色熒光蛋白基因，而后將其注入去除細胞核的卵子，再放入代孕母狗的子宮。2007年12月，代孕母狗成功產下6只小獵兔犬，其中兩只不幸夭折，但剩余4只都活了下來。在這一年，韓國科學家還克隆出熒光貓。

我國在培育熒光動物方面也取得很大成果。2006年12月東北農業大學劉忠華教授主持的實驗室就培育出我國首例熒光豬，這是繼美國、韓國和日本之后，世界上第4例成功通過體細胞核移植方式克隆出的綠色熒光蛋白轉基因豬。3頭小豬是自然分娩產出的。2008年1月7日，東北農業大學又傳出喜訊，這些克隆豬當上“媽媽”，出生的11頭新生小豬中有兩頭在紫外光源激發下發出綠色熒光，均健康活潑。這次試驗的成功標志著我國通過體細胞核移植技術生產轉基因豬已經發展成熟。

熒光動物的用途

為什么世界上一些偉大的科學家會對這種熒光動物如此感興趣?花很大力氣來克隆這些動物的意義何在?克隆這種動物絕不是為了好玩，主要有以下幾點用途：

1.為醫學研究提供了一種新的實驗模型

在進行醫學研究時。研究人員最希望他們能夠像看電影一樣，看到他們實驗對象的整個變化過程。這樣，他們就可以找到疾病發生的原因，采用有效的手段來治療。可是，現有的一些動物實驗模型做不到這點。例如，為了了解一些先天性疾病產生的原因，研究人員希望能夠看到正常胎兒在子宮中的發育過程，并用一些可以造成這些疾病產生的因素(例如輻射、某種藥物)來影響胎兒的發育。如果用老的實驗方法進行，只能在不同的實驗階段將動物殺死，取出胎兒，制成標本，再研究這些標本。如果用熒光動物來進行研究，研究者可以直接看到胎兒在子宮中是如何從一個受精卵慢慢發育成成熟的胎兒。看得見胎兒發育的不同階段哪些因素起作用。研究人員就像看一部電影一樣，了解到整個實驗過程，那么他們得出的結論也會更正確。

在癌癥的研究中，熒光動物也發揮了重要的作用。例如，研究人員很想知道癌在體內是如何擴散的。用以前的動物模型做不到這點，如果用熒光鼠做動物模型，當熒光蛋白和腫瘤細胞注入到這些鼠的體內后，由于熒光蛋白具有和腫瘤細胞特殊的親和力，能夠和腫瘤細胞一起生長。一旦腫瘤形成，就會發出綠色熒光，腫瘤細胞的生長、轉移、腫瘤血管生成及藥物療效等變化，都逃不過科研人員的眼睛。

2.有巨大的經濟價值

熒光動物的誕生，也為人類的生活增加了樂趣。前面提到的廣州動物園熒光鼠的展覽，吸引了不少顧客，不僅為動物園增加了收益，而且增加人們對轉基因技術的興趣。還有一個例子是熒光魚。斑馬魚是一種常見的觀賞魚。它身上的條紋通常是黑白相間的，新加坡國立大學的科學家分別在斑馬魚中轉入了水母綠色熒光蛋白或珊瑚蟲紅色熒光蛋白的基因，在紫外線照射下，它們能夠發出綠光或紅光。美國約克鎮科技公司將熒光魚引入市場后不久，這種魚便迅速在商業觀賞上得到應用。在美國，除了加利福尼亞以外的任何州都可以購買到熒光魚，這是第一種上市的轉基因動物。它們的作用不僅如此，科學家們還想要用它來檢測水中的污染情況。為此，他們給發光蛋白的基因加上了“開關”——啟動子。這些轉基因斑馬魚平時不發光，在遇到重金屬、毒素、激素時，啟動子會“打開”發光蛋白的基因，讓斑馬魚立即發出熒光來。可以給不同顏色的熒光蛋白基因加上與不同的污染物結合的啟動子，這樣，我們就可以根據斑馬魚發光的顏色來知道水中污染物的種類。這種檢測法極為靈敏，要比用儀器檢測更便宜、更快速、更敏感。(文章代碼：2111)

責任編輯蒲暉