La tecnología de clonación de China

Desde que los medios de comunicación extranjeros informaron el 23 de febrero de 1997 (el artículo científico oficial se publicó en la revista "Nature" publicada el 27 de febrero de 1997) que científicos escoceses cultivaron con éxito ovejas clonadas con células somáticas, Causó una onda de choque en todo el mundo, que el profesor Wu Hao, un famoso genetista chino, llamó la "tormenta de clones". Ante un logro científico, la respuesta es tan amplia y fuerte que desde la prensa, la comunidad científica, los círculos filosóficos y éticos, los departamentos gubernamentales y los órganos legislativos, y el público en general, todos están prestando atención a la tecnología de clonación. Qué es la clonación, el valor y la importancia de esta tecnología y cómo afrontar la "era de la clonación" se han convertido en el centro de la discusión.

1. El concepto de clonación

Como todos sabemos, la reproducción de los organismos se logra mediante la reproducción. Hay dos formas de reproducción biológica: una se llama reproducción sexual y la otra se llama reproducción asexual.

La reproducción sexual es una forma de reproducción en la que las células reproductoras (espermatozoides y óvulos) de ambos sexos se fusionan y se desarrollan formando descendencia. La reproducción asexual no se produce mediante la unión de células germinales hermafroditas, sino mediante la división y reproducción del propio organismo o el crecimiento y desarrollo de sus células somáticas para formar individuos. La reproducción asexual es común en plantas y algunos animales (como los unicelulares y los animales inferiores).

Clon es la transliteración de la palabra inglesa "clone", derivada del griego klon, que significa plántula o ramita, y hace referencia a algunas plantas que se reproducen asexual o vegetativamente. Con el paso del tiempo y el desarrollo de la ciencia, su significado ha aumentado mucho, como por ejemplo un grupo de células producidas cuando una célula se cultiva in vitro una secuencia de ADN producida por una secuencia "parental", etc. En una palabra, la clonación se refiere a la obtención de un grupo de células o individuos genéticamente idénticos a partir de una célula o individuo mediante reproducción asexual.

El Sun Wukong del famoso clásico chino "Viaje al Oeste" puede "transformarse" en muchos Sun Wukong simplemente arrancándose un pelo de la boca y soplando un cuento de hadas. Porque al tirar de un dedo inevitablemente se producirá un grupo de células, y este grupo de células puede cultivar un grupo del mismo Sun Shengda. Esto también es reproducción asexual. Es solo que las habilidades de Sun son muy altas y puede "clonar" miles de sí mismo en un instante. En definitiva, la clonación es reproducción asexual, es decir, "duplicación" y "duplicación".

En segundo lugar, la clonación de plantas

La reproducción asexual (clonación) es inherentemente un método de reproducción de bajo nivel. Cuanto menor sea el nivel de evolución biológica, más probable será que adopte este método de reproducción, y cuanto mayor sea el nivel de evolución, menos probable será que adopte este método de reproducción. Debido a que los organismos inferiores, como los microorganismos, se reproducen dividiéndose, y el material genético de la descendencia después de la división es exactamente el mismo que el de sus padres, en este sentido, los microorganismos no tienen "individuos" y no mueren. Aunque todavía existen algunas diferencias entre los padres y los descendientes de los microorganismos en sentido estricto, sus entornos nutricionales externos seguirán siendo diferentes. Desde la perspectiva de los animales superiores, esta diferencia parece demasiado insignificante. En los casos en que esta diferencia sea insignificante, uno puede afirmar que es inmortal para los microorganismos. La muerte es producto de la evolución biológica hacia un estadio superior. Las células normales o cancerosas cultivadas in vitro mediante tecnología de clonación en la investigación biomédica también se denominan "líneas celulares inmortalizadas", es decir, estas células son "inmortales".

La investigación biomédica ha entrado en el nivel microscópico. El uso de tecnología de clonación para cultivar líneas celulares inmortales de células normales o anormales es una tarea muy ardua, pero ha atraído cada vez más la atención de las comunidades científica y médica en varios países. países. En la agricultura, la gente ha utilizado esquejes, acodos y otros métodos para cultivar plantas adecuadas a las necesidades humanas. En términos de cría de animales, todos los países están realizando investigaciones sobre tecnología de clonación para producir animales más excelentes. Sin embargo, en los organismos superiores, el desarrollo de células somáticas de un adulto hasta convertirse en un adulto es un avance importante en la tecnología de clonación.

Hace años, investigadores de la Universidad de Cornell en Estados Unidos agitaron zanahorias maduras a alta velocidad para obtener células individuales de zanahoria y luego colocaron estas células individuales en un medio de crecimiento para cultivar zanahorias genéticamente idénticas. Este experimento confirmó la teoría de la totipotencia de las células vegetales. La llamada teoría de la totipotencia de las células vegetales significa que cada célula de una planta, incluidas las células somáticas, tiene el potencial de desarrollarse hasta convertirse en un individuo completo.

La teoría de la totipotencia de las células vegetales ha sido ampliamente probada en el mundo vegetal.

Ahora podemos obtener una planta completa a partir de cualquier célula, tejido y órgano vivo de la planta y producir muchas plantas mediante cultivo artificial in vitro. Esta técnica se llama cultivo de tejidos. Se ha utilizado en la producción industrial de plántulas in vitro de flores y cultivos como la caña de azúcar.

En tercer lugar, el proceso de clonación animal

El estudio de la reproducción asexual de los animales siempre ha sido un tema explorado por los científicos. Debido a que los humanos han estado cultivando razas de ganado mediante reproducción sexual durante miles de años, el resultado son algunos individuos o grupos sobresalientes. Pueden satisfacer las necesidades y deseos humanos mejor que los individuos comunes y corrientes. Por ejemplo, una vaca con una producción de leche especialmente alta, un grupo de ovejas con una producción de lana especialmente alta, un caballo de carreras premiado o un excelente perro policía. Sin embargo, el desempeño de los hijos reproducidos sexualmente puede no ser el mismo que el de sus padres, y algunos pueden incluso ser peores que sus padres. La razón es que el óvulo o el espermatozoide sólo porta la mitad de los alelos que componen al padre, y puede haber combinaciones casi infinitas de alelos, por lo que se producirán diferentes descendientes. Los hermanos varían mucho de un hermano a otra, ya que es extremadamente difícil tener exactamente el mismo genotipo.

Por lo que es difícil mantener un fenotipo mediante la reproducción sexual. Si se obtiene un fenotipo deseado, como una vaca con alta producción de leche, entonces mantener, expandir y propagar este fenotipo a través de la reproducción asexual, es decir, producir muchos individuos genéticamente idénticos, desde una perspectiva económica. Mire, obviamente hay valor.

Los óvulos se cultivan hasta convertirlos en adultos.

De 1951 a 1959, Zhu Xian, un famoso biólogo celular de mi país, utilizó una aguja de vidrio con un diámetro de 10 a 13um para estimular los óvulos de los sapos, y por primera vez en el mundo. , se cultivaron 25 sapos adultos, concretamente sapos sin padre. Pueden vivir hasta 8 meses.

En los experimentos anteriores se utilizaron células germinales. ¿Se pueden obtener cuerpos animales cultivando células somáticas? Es decir, las células vegetales tienen totipotencia, pero ¿las células animales también la tienen? No hay duda de que cada célula animal, incluidas las células somáticas, tiene un conjunto completo de genes de la especie, pero el cultivo directo de células somáticas en animales adultos aún no ha tenido éxito. Para demostrar que las células animales son totipotentes, los biólogos han realizado numerosos experimentos de transferencia nuclear.

2. Prueba de transferencia nuclear

En 1939, los científicos realizaron el primer experimento de transferencia nuclear en una ameba. Trasladaron los núcleos a una ameba enucleada de la misma especie, y la ameba recombinante pudo crecer y reproducirse.

Desde 1963, el famoso biólogo chino Tong Dizhou ha realizado un gran número de experimentos de transferencia nuclear de células de peces. En 1980, utilizaron núcleos de blastocistos de carpa como núcleos donantes y huevos maduros enucleados de carpa cruciana no fertilizados como receptores. El 2,7% de los huevos trasplantados se convirtieron en peces adultos. Los rasgos principales de los peces de trasplante nuclear de carpa y carpa cruciana son los mismos que los de la carpa, pero el número de vértebras es el mismo que el de la carpa cruciana, y el número de escamas laterales está entre estos dos peces. Este pez creado mediante ingeniería celular crece 22 más rápido que la carpa y ha sido ampliamente promocionado en su producción.

En 1966, los científicos realizaron experimentos de trasplante nuclear utilizando el anfibio Xenopus laevis. Transferieron los núcleos de las células intestinales de renacuajo a huevos enucleados y 1,5 de las células recombinantes se convirtieron en adultos. Sus experimentos son los primeros en demostrar que las células somáticas animales son totipotentes, pero esto no se ha demostrado en células somáticas de mamíferos.

13. Utilizar células embrionarias para clonar mamíferos.

En 1986, los científicos británicos utilizaron células embrionarias de 8 células de oveja (células antes de que el embrión de 8 células pueda mostrar totipotencia) como células donantes y óvulos de oveja como células donantes. Como resultado, las células recombinantes pueden convertirse en ovejas adultas y luego se pueden clonar animales como vacas, ratones, conejos y monos a partir de las células embrionarias. Cabe señalar que este experimento no replicó carneros ni ovejas, sino su descendencia, por lo que el experimento todavía tiene algunas deficiencias o fallas.

En nuestro país los mamíferos se clonan a partir de células embrionarias y, a finales de los años 80, se volvieron a clonar. Las ovejas fueron clonadas en 1991 por la Universidad Agrícola del Noroeste y el Colegio Agrícola de Jiangsu. En 1993, el Instituto de Desarrollo de la Academia China de Ciencias y la Facultad de Agricultura de la Universidad de Yangzhou clonaron cabras. En 1995, la Universidad Normal del Sur de China y la Universidad Agrícola de Guangxi clonaron ganado. Además, el Hunan Medical College también clonó ratones.

Sin embargo, la clonación de mamíferos a partir de células somáticas distintas de las embrionarias fue iniciada por el científico británico Wilmut.

Cuarto, el nacimiento de "Dolly"

"Dolly" es el primer animal del mundo que utiliza células somáticas, células epiteliales mamarias, mediante tecnología de transferencia nuclear, en un complejo Un poco Ovino obtenido mediante operación manual. El proceso de operación es el siguiente:

1. Extraer huevos de ovejas escocesas de cara negra (un tipo de oveja), chupar el material genético de los huevos y convertirlos en huevos con sólo citoplasma.

Las células epiteliales de la glándula mamaria se obtuvieron de ovejas al final de la gestación (oveja B) y se cultivaron in vitro durante 3-6 generaciones. Las células se tratan con fármacos para controlar su desarrollo y mantenerlas en una fase de reposo. Este es un paso crucial. Luego, las células en reposo se utilizan como células donantes.

13. Introducir las células del donante en la cavidad de la zona pelúcida del óvulo. Luego, las células y los óvulos del donante se fusionan mediante estimulación de pulso eléctrico para formar los óvulos reconstruidos.

Los óvulos reconstruidos se trasplantaron a la trompa de Falopio de la oveja de cara negra (oveja C). Previamente se ligó la trompa de Falopio de la oveja C para evitar que el embrión entrara en el útero. c las ovejas desempeñan la función de cultivar embriones en el cuerpo y se denominan receptores intermedios.

Seis días después de que los óvulos reconstruidos fueran transferidos a la trompa de Falopio de la oveja C, los embriones fueron eliminados de la trompa de Falopio y se seleccionaron los embriones que se desarrollaron normalmente hasta la etapa de mórula y de blastocisto.

6. Trasplantar 1-3 mórulas o blastocistos en el útero de oveja negra escocesa (oveja Ding). Después de que el embrión fue trasplantado al útero, continuó desarrollándose y finalmente dio a luz a Dolly. La oveja fue llamada "madre sustituta"

En el proyecto se utilizaron unos 434 óvulos y se obtuvieron 277 óvulos reconstruidos. Seis días después del trasplante al receptor intermedio, se produjeron 247 embriones, de los cuales 29 (11,7) se desarrollaron en mórula y blastocistos. Se transfirieron 29 embriones a 13 madres sustitutas y nació una Dolly, con una tasa de partos de sólo 3,4. Si se calcula en función del número de huevos reconstruidos, la tasa de partos es inferior al 4‰. Se puede ver que esta tecnología aún necesita mejorarse. Además, cabe señalar que la tecnología de clonación de ovejas no se ha replicado por completo y que el citoplasma de los óvulos enucleados también contendrá una pequeña cantidad de material genético, que también puede desempeñar un papel importante o incluso decisivo en el desarrollo embrionario. La herencia biológica es el resultado de la interacción entre el núcleo y el citoplasma. Los genes citoplásmicos también son fragmentos de ADN y sus portadores son principalmente orgánulos, como plastidios, mitocondrias, etc. Los genes citoplasmáticos son independientes hasta cierto punto y generalmente no interfieren con los genes nucleares. En comparación con los genes nucleares, aunque el núcleo contiene el 99,9% de la información genética, la expresión de los rasgos individuales todavía se ve afectada por el citoplasma del óvulo. Entonces, en teoría, la oveja Dolly no es una réplica exacta. Debido a que "Dolly" es solo un animal solitario, algunas personas piensan que "Dolly" es un animal clonado no es exacto. Aunque hasta ahora sólo se ha obtenido 1 "Dolly", se trata de un gran logro científico que ha atraído la atención mundial.

La importancia y el valor económico de la tecnología de clonación del verbo (abreviatura del verbo)

La magnífica historia de la humanidad ha sido impulsada en gran medida por la tecnología: la fabricación de metales y la agricultura mejorada separaron la civilización de La Piedra Edad; la Revolución Industrial en el siglo XIX condujo al surgimiento de grandes máquinas y grandes ciudades y en el siglo XX, la física tuvo su coronación. Los físicos dividieron átomos, revelaron los maravillosos mundos de la relatividad y la teoría cuántica y explotaron diminutos chips de silicio. Cambiaron el mundo con la bomba atómica, el transistor, el láser y el microchip. Ahora, muchos expertos creen que la humanidad está preparada para una nueva ola de desarrollo tecnológico en el futuro. Como dijo el químico de la Universidad Rice y premio Nobel de 1996, Robert Cole: "Este es el siglo de la física y la química, pero el próximo siglo será obviamente el siglo de la biología. Muchos científicos creen que con la clonación de la oveja Dolly, nacerá". El siglo de la biología ha llegado antes de lo previsto.

El avance de la tecnología de clonación conmocionó al mundo. La gente se preocupa por la autorreplicación humana, pero a menudo ignora otras aplicaciones y significados. De hecho, tiene un gran valor teórico y amplias perspectivas de aplicación en la investigación y producción de ciencias biológicas básicas, medicina y ciencias familiares, y tiene enormes beneficios económicos potenciales. En los próximos 5 a 20 años, gradualmente formará y provocará una nueva revolución en la industria biotecnológica mundial.

1. En las ciencias biológicas básicas, el estudio de las funciones genéticas se ha llevado a cabo en unos pocos animales, como los ratones, y ahora también es posible en muchos animales, lo que ayuda a revelar más claramente las funciones genéticas y esencia de la vida; proporciona uno de los medios más eficaces para estudiar la totipotencia del desarrollo de las células de los mamíferos y la relación entre el núcleo y el citoplasma; también puede clonar varios animales en peligro de extinción, como los pandas gigantes, los monos dorados e incluso los delfines Baiji.

En medicina, se pueden proporcionar animales de experimentación con genotipos nucleares idénticos para la investigación médica, lo que resulta útil para que los científicos médicos estudien enfermedades para las que no se han encontrado tratamientos eficaces y revelen la patogénesis de la investigación sobre los mecanismos de desdiferenciación; Útil Investigación sobre el antienvejecimiento y sus mecanismos.

3. En la ciencia agrícola, podemos cultivar y criar rápidamente animales excelentes con una fuerte resistencia a las enfermedades y un alto rendimiento productivo; podemos estudiar la patogénesis de los animales y buscar fármacos terapéuticos nuevos y eficaces;

Cómo los verbos intransitivos afrontan los desafíos de la "era de la clonación"

El éxito de la tecnología de clonación indica que se ha superado el último obstáculo técnico para "copiar" mamíferos. De esta forma, es teóricamente posible clonar humanos. Por lo tanto, la tecnología de clonación no sólo nos trae beneficios, sino que también plantea graves desafíos a la humanidad. Una vez que esta tecnología se aplique a los humanos, traerá consecuencias extremadamente graves para la sociedad humana.

El retorno del ser humano de la reproducción sexual a la reproducción asexual es sin duda un enorme retroceso.

6. Sin padres y lazos familiares, la sociedad de la "clonación" se volverá despiadada.

3. Los "clones" pueden reproducirse mediante reproducción sexual cuando llegan a la edad adulta. Un gran número de parientes cercanos pueden casarse sin saberlo, con consecuencias desastrosas.

Desde una perspectiva sociológica, el continuo desarrollo y progreso de la humanidad depende de los continuos esfuerzos y luchas de todos. Además de los ideales personales, este poder proviene de las obligaciones de las personas para con la sociedad y la familia. Si no existe la obligación de apoyar a los mayores y criar a la próxima generación, este poder se reducirá considerablemente, lo que también será perjudicial para el desarrollo de toda la sociedad.

Una "copia" de un científico no necesariamente puede convertirse en un científico. Además de las razones innatas, los factores adquiridos también juegan un papel importante en el éxito de las personas. Si estas "copias" son carga de los científicos y no estudian mucho, ¿no retrocederá la sociedad? Además, ¿qué haría la sociedad si alguien clonara a un gran número de personas con retraso mental para tomar represalias contra la sociedad? Si alguien "copia" locamente a un loco como Hitler y lo "cultiva" al día siguiente, la gente se sentirá aún más aterradora...

El nacimiento de las ovejas clonadas nos recuerda al gran científico Einstein en 1905 La relación energética propuesta muestra que hay una enorme energía contenida en el núcleo. Nunca esperó que esta teoría se convirtiera en una teoría importante para fabricar bombas atómicas. Si la tecnología de la clonación se aplica a los humanos, será un gran revés para el mundo biológico. Entonces pensamos que los científicos son inocentes en la investigación científica, la pregunta es cómo aplicarla.

Debemos "aprovechar nuestras fortalezas y evitar las debilidades" y utilizar activamente los aspectos beneficiosos de la tecnología de clonación para beneficiar a la humanidad. Al mismo tiempo, los gobiernos de todos los países deberían fortalecer la legislación, fortalecer la supervisión y prohibir la aplicación de tecnología de clonación a humanos para evitar tragedias humanas.

En resumen, la aparición y madurez de una nueva tecnología traerá inevitablemente nuevos desafíos y problemas. A medida que las leyes morales mejoren, la gente acabará aprovechándose de ellas.