趙 禹
動物克隆技術在警犬繁育中的應用
趙 禹
“克隆”一詞是英文“Clone”的音譯,其含義是無性繁殖。傳統的動物繁殖一般都是經過精子和卵子的受精作用形成受精卵,受精卵經過發育分化最終成為完整的生物個體,其中來源于父本和母本的遺傳物質各貢獻一半到合子中;而動物的克隆,就是把供體的遺傳物質完全拷貝的過程,克隆動物的方法一般有核移植和胚胎分割,一般多指前者。
科學家們很早就開始了動物克隆的研究。1952 年,英國科學家Briggs 和King首次報道了蛙的核移植研究。1962 年英國劍橋大學的Gurdon 獲得了成年克隆蛙。我國已故科學家童第周教授在20世紀60~70 年代曾用囊胚細胞進行魚類細胞核移植工作,獲得屬間和種間核移植魚,使我國魚類克隆技術居于世界領先水平。早期的動物克隆研究僅限于兩棲類和魚類,到20 世紀80年代,哺乳動物核移植克隆技術的研究開展起來。根據供核細胞來源的不同,動物克隆可分為胚胎細胞克隆和體細胞克隆。80年代,胚胎細胞克隆的綿羊、牛、豬、兔等動物相繼獲得成功。1997 年英國羅斯林研究所Wilmut 等利用綿羊乳腺細胞成功克隆獲得體細胞核移植后代“多莉”,這一成果開創了哺乳動物體細胞核移植新的里程碑。此后的數年里,科學家們通過體細胞核移植技術克隆獲得了小鼠、牛、山羊、豬、兔、騾、貓、大鼠、狗等動物。哺乳動物體細胞克隆的成功,世界為之振奮,不僅僅因為它打破了原有既定的理論,即已經分化的體細胞不具有全能性的結論,實現了高等哺乳動物復制的神話,更重要的是光明的前景和潛在的巨大的經濟價值。
哺乳動物體細胞克隆技術,可用于家畜胚胎的商業生產中,迅速擴大同基因型優良種群;可以復制瀕危的野生動物,有效地保護珍貴的動物遺傳資源;通過體細胞核移植胚胎的發育研究一系列遺傳發育的機理問題,為遺傳、發育不良等疾病找到破解之路;此外體細胞克隆技術和轉基因技術相結合,可以高效的制作轉基因動物,即將表達特定蛋白的基因整合到體細胞的基因組中,以這種轉基因細胞做供體細胞進行核移植操作,轉基因胚胎發育為完整的個體成為轉基因動物,依轉移的基因不同,從而生產出不同用途的珍貴蛋白。
2005年,世界上第一頭克隆狗“斯納皮”在韓國首爾大學誕生,該克隆狗采用的是和克隆羊多莉一樣的體細胞克隆技術,因其供體細胞來源于一頭成年公的阿富汗獵犬,遺傳信息都來源于此,因此獲得的這頭克隆犬也是公的阿富汗獵犬,幾乎和體細胞來源的公犬一模一樣。此后,韓國的各個科研小組獲得了多頭的克隆狗。韓國的RNLBio生物技術公司更是將克隆技術應用于商業,開展全球范圍的寵物克隆服務。RNLBio生物技術公司和首爾大學合作,于2008年為他們的第一個客戶美國劇作家伯楠·麥金尼成功克隆出5頭比特犬。2007年底,韓國7頭體細胞克隆警犬誕生,這7頭拉布拉多獵犬是世界首批體細胞克隆的警犬,是韓國專家利用一頭名為“Chase”的拉布拉多獵犬的體細胞克隆成功的。這些克隆出的警犬在降生后不久就開始接受訓練,它們身上表現出很多緝毒犬所必備的基因特性。2009年,韓國專家利用體細胞克隆技術成功獲得了5頭牧羊犬,這5頭牧羊犬的遺傳信息來自美國911英雄警犬“特拉克”。“特拉克”是頭優秀的搜救犬,這5頭小牧羊犬繼承了“特拉克”優良的基因,具有和特拉克一樣的天賦,將來也必將成為優秀的搜救犬。體細胞克隆技術一個最大的優點就是克隆出生的動物與供體細胞來源的動物具有幾乎100%相同的基因,可以保持親代優異的特質。作為警犬的要求是很高的,比如要有很高的智商、優秀的嗅覺能力、良好的親和能力等警犬所需的各種特質。通過克隆技術,我們可以獲得和親代一樣的特質,使得這種具有優良基因的警犬代代相傳,這種新的警犬繁育技術具有得天獨厚的優勢。尤其是那種具有特殊本領的異常優秀的警犬,普通的繁殖技術,其后代的基因變化會很大,而通過克隆技術可以固定這種優秀警犬的基因,加之日常的訓練,就可以獲得和它一樣優秀的警犬了。
但是,目前來看,警犬克隆技術也存在很大的問題。最大的問題就是克隆技術尖端,效率低下。目前掌握這種技術的只有韓國,而且成功率也非常低,這主要和犬這種生物特性有很大關系。犬類發情和卵母細胞成熟的方式和其他動物都有很大不同,很難精確掌握,而且犬的卵母細胞很難去核成功。總之,一系列的技術因素嚴重制約了這種技術在犬類克隆中的發展和應用,這也是很多國家沒有研發出克隆狗的主要原因。但是克隆技術在警犬的繁育中具有非常好的應用前景。我們相信,隨著技術的不斷發展進步,克隆技術必將在警犬的繁育中發揮更大的作用。
(作者單位:公安部警犬技術學校,110034)
(編輯:李 冰)