克隆有极限:老鼠被克隆58代而“触顶”告终!
近日,一项长达数十年的实验表明,老鼠无法被无限克隆。在历经58代、超过三万次克隆尝试后,研究团队最终触及了连续克隆一只老鼠的极限。该成果于3月25日已发表在《自然通讯》(Nature Communications)上,这表明无性繁殖最终不可持续,这一结论可能也适用于其他哺乳动物。
研究人员从第25代克隆小鼠体内获取卵子,通过受精培育出早期胚胎,并延续这一过程。在长达20年的实验中,克隆小鼠的外观与寿命均未出现异常,与正常小鼠无异。然而,包括整条染色体丢失在内的大型突变,在克隆谱系中以异常高的频率不断累积。参与研究的科学家指出,正是这些有害的DNA变化,导致后续克隆尝试屡屡失败。
亚利桑那州立大学的进化生物学家迈克尔·林奇未参与此项研究,他表示,这一现象可能普遍存在于各类脊椎动物的克隆过程中,对农业实践影响深远。他解释称,在动物育种中,一旦获得理想基因组,克隆本应是维持其性状的最佳方式,但突变问题始终难以回避。对于无性繁殖的种群而言,突变风险尤为严峻,因为基因组无法通过与其他种群混合来稀释有害变异。林奇强调:“一旦突变出现在谱系中,它就会永久存在,无法逆转。”
自1997年起,现任职于日本山梨县大学的生殖生物学家Teruhiko Wakayama便开始利用成年动物的非生殖细胞制造克隆小鼠,开创了体细胞核移植的技术路径。此后,他不断拓展克隆技术的边界,尝试从活鼠、死鼠、冷冻16年的尸体、冻干细胞甚至尿液中提取细胞核进行克隆。他目前正尝试利用小鼠粪便中的细胞开展克隆实验,并已成功以冷冻干燥的精子使小鼠胚胎受精——其过程“如同速溶咖啡一般”——相关精子样本曾绕地球运行近六年。
Wakayama表示,其实验室的所有研究均围绕一个核心目标——为动物遗传资源的永久保存探索可行路径。数十年前,他与同为山梨县大学生殖生物学家的妻子Sayaka Wakayama共同启动了一项实验,试图验证仅通过克隆技术能否使一个品系无限延续。2013年,他们曾报告成功构建了延续25代的克隆谱系,并在当时发表的论文中写道:“无限复制动物是可能的。”而此次的最新结果,则为这一论断划定了现实的边界。
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