近日，傲農(nóng)集團(tuán)在其、漳州現(xiàn)代豬場(chǎng)內(nèi)，2頭在116天移植了杜洛克公豬和槐豬體細(xì)胞克隆胚胎的懷孕母豬，分別順利產(chǎn)下健康狀況良好的3頭杜洛克和2頭上杭槐豬克隆仔豬。  無(wú)獨(dú)有偶，此前南開(kāi)大學(xué)趙新教授科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，就已經(jīng)開(kāi)始針對(duì)人工克隆技術(shù)存在的相關(guān)問(wèn)題，對(duì)自動(dòng)化操作克隆技術(shù)進(jìn)行了研究。并于2022年3月31日，由一頭普通的“代孕”母豬懷孕110天，誕下了7頭克隆純種小長(zhǎng)白豬，成為世界首次自動(dòng)化操作完成克隆全流程獲得的克隆動(dòng)物。該團(tuán)隊(duì)亦成為世界上唯一實(shí)現(xiàn)機(jī)器人操作及自動(dòng)化操作克隆全流程的團(tuán)隊(duì)。

禽類克隆困難重重

自從1952年人類第一次克隆出北方豹蛙的蝌蚪以來(lái)，科學(xué)家們對(duì)此孜孜不倦，在之后的1963年，中國(guó)科學(xué)家就成功地克隆了亞洲鯉魚(yú)。接下來(lái)的半個(gè)多世紀(jì)，克隆技術(shù)發(fā)展日新月異，克隆鼠、克隆牛、克隆猴、克隆豬、克隆貓、克隆兔、克隆狼、克隆駱駝等，也如雨后春筍般地紛紛問(wèn)世?？茖W(xué)家甚至通過(guò)30多年前的基因成功地克隆出了瀕臨滅絕的克隆黑足鼬(Mustelanigripes,也稱黑腳雪貂）。

然而，仔細(xì)看一下近年來(lái)克隆動(dòng)物的名單，就會(huì)發(fā)這些動(dòng)物全是哺乳動(dòng)物，我們沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)“克隆雞”“克隆鴨”“克隆鴿子”，到目前為止，還沒(méi)有任何禽類被成功克隆。

在克隆羊多利誕生之后不久，美國(guó)科學(xué)家就成立了專門(mén)克隆鳥(niǎo)類的公司。在2001年美國(guó)密西西比州圣?路易市召開(kāi)的全美育種家年會(huì)上，Avigenics公司的首席科學(xué)家林卓?克里斯特曼就報(bào)告了他雄心勃勃的克隆鳥(niǎo)類的計(jì)劃。但是14年過(guò)去了，鳥(niǎo)類的克隆依舊沒(méi)有成功。

究其原因在于，目前科學(xué)家常用的克隆技術(shù)被稱為“體細(xì)胞核移植技術(shù)”，即把體細(xì)胞核移入去核卵母細(xì)胞中，使其發(fā)生再程序化并發(fā)育為新的胚胎，這個(gè)胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。

用哺乳動(dòng)物卵細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞核交換非常容易，其卵細(xì)胞的直徑約為人類毛發(fā)直徑的1到3倍，是在顯微鏡下滑動(dòng)的完美尺寸，科學(xué)家可較為容易地在顯微鏡下找到包含DNA的微小細(xì)胞核。但是在鳥(niǎo)類中，被稱之為卵黃的卵細(xì)胞要大得多，包含鳥(niǎo)類所有DNA的細(xì)胞核就是卵黃中間的一個(gè)微小的白點(diǎn)，因而要發(fā)現(xiàn)漂浮在卵黃某處的微小細(xì)胞核也將極具挑戰(zhàn)性，這一過(guò)程通常被科學(xué)家描述為“在牛奶池中尋找一塊白色的石頭”。

此外，卵子的另一個(gè)問(wèn)題是，一旦卵黃離開(kāi)卵巢，它總是在不斷的移動(dòng)中。在哺乳動(dòng)物的典型克隆過(guò)程中，研究人員可以將胚胎插入代孕母親的子宮中，讓其生長(zhǎng)。

然而鳥(niǎo)類沒(méi)有這樣的孵化室。在卵黃形成后，它就直接掉入一種叫做輸卵管的東西中，從那里向下移動(dòng)，并同時(shí)開(kāi)始裝配，首先是蛋清，然后是蛋殼膜。沒(méi)有類似子宮的地方可以植入鳥(niǎo)類克隆胚胎。這就使得去除鳥(niǎo)卵細(xì)胞的細(xì)胞核幾乎不可能。

為什么比鳥(niǎo)類低級(jí)的魚(yú)和青蛙也是產(chǎn)卵，可以被克隆呢？這是因?yàn)轸~(yú)類和兩棲類動(dòng)物產(chǎn)的卵和鳥(niǎo)類產(chǎn)的蛋不同。魚(yú)類和兩棲類動(dòng)物的卵比較原始，產(chǎn)在水里，在水中受精，也在水中孵化，所以這些卵沒(méi)有雞蛋那樣有鈣質(zhì)的硬殼和“蛋清”，卵細(xì)胞也比較容易被操作。

與此同時(shí)，爬行類（包括已經(jīng)滅絕的恐龍）和鳥(niǎo)類的蛋一樣，同屬于“羊膜卵”，外面有蛋殼，卵細(xì)胞由“羊膜”包裹，還有尿囊來(lái)收集代謝廢物，這些特點(diǎn)都讓鳥(niǎo)類的克隆變得極為困難。

“類克隆雞”已成功問(wèn)世

雖說(shuō)困難重重，但是目前人們也已經(jīng)開(kāi)始嘗試使用一種不同的基因技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的重點(diǎn)不是創(chuàng)造一個(gè)完整的克隆體，而是改變生產(chǎn)雛鳥(niǎo)的種類。鳥(niǎo)類克隆的答案取決于那些最終要變成精子和卵細(xì)胞的被稱為PGC的“原始生殖細(xì)胞”。

克隆哺乳動(dòng)物需要將一個(gè)個(gè)體的DNA植入一個(gè)卵子，并產(chǎn)生一個(gè)后代，即供體的基因復(fù)制品。而通過(guò)PGC技術(shù)，其目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)生殖腺含有另一物種DNA的替代物。研究者將這些雜交動(dòng)物稱為嵌合體。

為了制造嵌合體，研究人員小心地將供體中的PGC植入正在發(fā)育的宿主胚胎中。然后，PGC會(huì)遷移到宿主胚胎的性腺。如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，寄主將會(huì)長(zhǎng)大至成年，并產(chǎn)生出含有捐贈(zèng)者DNA的精子或卵子。

例如，一只作為宿主的家養(yǎng)公雞，它可以產(chǎn)生帶有草原松雞(Tympanuchus cupido)DNA的精子。如果這只公雞與一只雌性草原松雞交配，那么這只母雞就可以生產(chǎn)出純種的草原松雞，而不是松雞和家雞的雜交后代。這種方法的好處是，理論上，一個(gè)寄主父母可以在其一生中用供體的DNA產(chǎn)生許多后代，而不是通過(guò)克隆只能產(chǎn)生單個(gè)個(gè)體。而且，只要研究人員能夠冷凍保存這些PGC，就可以保證帶回DNA并重復(fù)使用。

2021年，揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授李碧春和陳國(guó)宏研究團(tuán)隊(duì)成功將我國(guó)黑羽狼山雞的體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)成原始生殖細(xì)胞，并移植到隱性白羽白洛克受體雞（代孕雞）體內(nèi)，產(chǎn)出了來(lái)源于供體黑羽狼山雞的后代。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還建立了快速而有效的雞皮膚組織冷凍保存的技術(shù)體系，且能從解凍復(fù)蘇后的皮膚組織中獲得細(xì)胞并將其誘導(dǎo)成為原始生殖細(xì)胞，為禽類動(dòng)物種質(zhì)資源長(zhǎng)期保存提供技術(shù)支撐。