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BioArt按
公元1818年，玛丽·雪莱发表了科幻文学开山之作《弗兰肯斯坦》。200年过去了，幻想已一步步成为激动人心的现实。自1928年德国胚胎学家Hans Spemann成功获得第一例核移植动物，到今年中国科学家完成世界上第一例体细胞克隆猴，核移植科学走过了近百年的历程，它不仅回答了一系列重大的科学问题，而且在许多方面已投入到实际应用，造福人类。值此90周年之际，BioArt特邀中科院生物与化学交叉研究中心秦逸人博士撰写长文（并编绘图例），为我们梳理、解读核移植科学近百年的发展历程。
撰文 | 秦逸人（中科院生物与化学交叉中心）
责编 | 狄德罗
今年1月，中国科学家首次获得体细胞克隆猴。继Dolly羊诞生之后，这一研究再次将动物克隆推到了高潮，并成为民间热门话题。那么，到底什么是动物克隆呢？
“克隆”一词音译自英语单词“Clone”，意指无性繁殖，为不涉及生殖细胞、直接由母体分裂而形成新个体的繁殖方式。这在单细胞动物或者低等多细胞动物中普遍存在。而更为高级的动物均为有性生殖，即，新个体由雌雄配子结合的受精卵发育而来。有性生殖有利于让基因组合的广泛变异增加子代适应自然选择的能力。既然如此，为何我们要把更高级的生殖方式再返回到低等呢？又是通过什么方法做到的呢？
这是因为，有性生殖的发育过程非常复杂，科学家便利用无性生殖的“遗传一致性”特点，去搞清楚发育过程中的一系列科学问题。而实现无性生殖的方法便是核移植 (Nuclear Transfer)。核移植，顾名思义，就是将细胞核移植入另一种细胞的过程。这样说我们就明白了：称“克隆”较为通俗，而称“核移植”则更为专业。正逢核移植诞生90周年，为了让大家能更深入地了解核移植研究，笔者特撰文作图介绍核移植的重大科学发展史。
一、人造双胞胎动物的研究为核移植提供思想和实验基础
有性生殖动物均为雌雄配子结合的单细胞受精卵发育而来。然而，受精卵分裂后的胚胎卵裂球是否依然具备此能力呢？以下人造双胞胎动物实验研究便给了我们科学的解答。
第一例人造双胞胎动物
1885，海胆
1885年，德国生物学家Hans Driesch将棘皮动物门海胆 (无脊椎动物) 的2-细胞卵裂胚胎独立分离开来，发现他们能分别发育为独立的个体【1】，这是人类历史上第一例人造双胞胎动物，见图1。
图1：Driesch (A) 与其海胆2-cell胚胎分离实验模式图 (B，笔者绘制)
第一例人造双胞胎脊椎动物
1902，蝾螈
1902年，德国胚胎学家Hans Spemann在以上海胆实验基础上，将蝾螈2-细胞胚胎用发丝结扎，分离为2个独立的卵裂胚胎，发现其也能分别发育为独立的个体【2】。这是第一例人造双胞胎脊椎动物，见图2。此外，Spemann也分离了更后期的胚胎卵裂球，发现其不能发育到个体。
图2：Speman (A) 与其蝾螈2-cell胚胎分离实验模式图 (B，笔者绘制)
以上科学实验清晰地给我们回答了一个基本的科学问题：2-细胞胚胎时期的任何一个卵裂球均和受精卵一样，具备发育为一个个体的能力，而后期的卵裂球不再具备。
二、核移植的发展历程
第一例核移植动物
1928，蝾螈
1928年，Spemann在其上述实验基础上将蝾螈的受精卵不完全结扎，一半仅为胞质，另一半含有原核，直到有核的一半发育到16-cell胚胎时将结扎线去除，再挤压一个卵裂胚胎的细胞核进入到之前没有细胞核的胞质形成一个重构胚胎，最后将此胚胎分离出来，发现其可以发育为一个个体【2,3】，见图3。这是人类史上第一次核移植实验，它为我们回答了以下重大科学问题：1. 分裂后的胚胎细胞在受精卵胞质的作用下，可以完成一个个体的发育；2. 胚胎细胞核，而非胞质，指导胚胎的发育过程。另外，Spemann也推测：如果利用发育更晚期的胚胎细胞甚至一个个体的细胞核移植，可能会获得一个新个体。因以上原创性的贡献，Spemann于1935年荣膺诺贝尔生理医学奖【4】。
