从多莉羊到半克隆,国产技术如何为生命科学按下“快进键”?

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1996年7月5日,快进键克隆羊多莉在英国诞生,从多这一事件震惊世界,莉羊将“克隆”概念推入公众视野。到半然而,克隆科学早衰、国产体弱等健康隐患长期制约着传统克隆技术的技术发展。如今,生命中国原创的按下半克隆技术为生命科学提供了全新的解题思路。该技术不仅赋能遗传病防控、快进键药物研发与生物育种,从多更推动了对胚胎发育机制及物种演化规律的莉羊深度探索。本期《全民健康大讲堂》特邀中国科学院院士、到半中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员、克隆科学上海交通大学医学院研究员李劲松,国产深入解析半克隆技术如何改变未来。

中国科学院院士、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员、上海交通大学医学院研究员李劲松(左)参与“全民健康大讲堂”节目直播
从多莉羊的遗憾到“半克隆”的突围
多莉羊让公众首次接触了“克隆”一词,但其早衰与健康问题引发了全球对克隆安全性的深刻反思。
李劲松院士用生动的比喻阐释克隆的核心原理:“人类源自受精卵,受精卵如同山顶的小球,只能自上而下地滚动分化。多莉羊证明了分化细胞可以‘逆流而上’,逆转回全能状态,从而发育为全新生命体。”
通俗而言,传统克隆是将已分化的成年细胞通过技术手段“时光倒流”,使其重获胚胎状态并发育为个体。然而,传统克隆存在先天缺陷。李劲松引用了一项国外实验:连续克隆小鼠,前25代正常,第26代效率骤降,至第58代所有个体死亡。原因在于,克隆属于“无性繁殖”,基因组在复制中积累突变,如同复印机反复复印,图像逐渐模糊;而有性繁殖通过基因重组不断“刷新”基因组,保障了物种延续。
什么是“半克隆”?
若说传统克隆是“完整复印”,半克隆技术则是“智能编辑与重组”。
2012年,李劲松团队开创了一项革命性技术:将精子转化为可在体外无限增殖的“类精子干细胞”。
- 天然精子:如同一次性“种子”,无法在体外培养或编辑。
- 类精子干细胞:如同无限繁殖的“种子库”,可在播种前进行基因添加、删除或修改,再用于“播种”生成目标小鼠。
该技术因新生小鼠一半基因组来自被“克隆扩增”的精子而得名“半克隆技术”。2012年,此项成果入选“中国科学十大进展”。

中国科学院院士、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员、上海交通大学医学院研究员李劲松讲解半克隆
从实验室到生活:半克隆技术离我们有多远?
许多人认为实验室中的“小鼠故事”与日常生活无关,实则不然。
1. 攻克罕见病诊断难题
中国有超2000万罕见病患者,确诊往往耗时多年、花费巨大。关键在于缺乏精准的动物模型。
* 案例:“歌舞伎综合征”患者症状典型,但已知致病基因正常。李劲松团队利用半克隆技术,快速构建携带新发现致病基因RBM42突变的小鼠模型,完美再现患者症状,确认了致病机制。
* 应用:基于此,医生可通过第三代试管婴儿技术筛选无突变胚胎,从源头阻断遗传病传递。
* 现状:团队已利用该技术构建牙本质发育不全、神经管发育畸形等多种疾病模型。
2. 加速药物研发进程
新药研发平均需10-15年,耗资超10亿美元,其中动物实验阶段耗时最长、成本最高。传统基因改造动物模型构建周期长、成功率低。
* 突破:2024年,李劲松团队与李逸平团队合作,开发斑马鱼半克隆技术,成功率高达30%。
* 优势:一步获得基因纯合斑马鱼,将过去半年至一年的工作压缩至两三个月。
* 评价:“我们相当于给新药研发按下了‘快进键’。”
3. 绘制生命“北斗导航”
2017年,李劲松提出基因组标签计划(GTP),旨在成为生命科学研究的“北斗导航系统”。
* 背景:人体约2万个编码蛋白质的基因。传统研究需为每个蛋白质定制抗体,效率低下。
* 方案:为所有蛋白质安装统一“标签”,使用标准化“信号”追踪其位置、互作对象及功能。
* 愿景:“搞清楚2万多个蛋白质的功能,即为生命绘制一本百科全书。”
澄清克隆技术的三大误区
针对公众关切,李劲松院士澄清了以下常见误解:
克隆≠克隆人
各国法律严令禁止克隆人。中国《刑法》明确规定非法植入基因编辑、克隆胚胎罪。半克隆技术仅用于动物模型及基础科研,绝不涉及人类生殖性克隆。克隆≠定制婴儿
基因编辑人类胚胎并植入体内在中国属明令禁止行为。鉴于对多数基因功能认知有限,贸然编辑可能引发不可预知后果。宠物克隆≠死而复生
克隆宠物虽基因相同,但性格、记忆及习惯由后天环境塑造,无法复制。“外形相似,但性格取决于后天养育。”
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澎湃新闻记者 许珈
(责任编辑:百科)
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