赵 禹
动物克隆技术在警犬繁育中的应用
赵 禹
“克隆”一词是英文“Clone”的音译,其含义是无性繁殖。传统的动物繁殖一般都是经过精子和卵子的受精作用形成受精卵,受精卵经过发育分化最终成为完整的生物个体,其中来源于父本和母本的遗传物质各贡献一半到合子中;而动物的克隆,就是把供体的遗传物质完全拷贝的过程,克隆动物的方法一般有核移植和胚胎分割,一般多指前者。
科学家们很早就开始了动物克隆的研究。1952 年,英国科学家Briggs 和King首次报道了蛙的核移植研究。1962 年英国剑桥大学的Gurdon 获得了成年克隆蛙。我国已故科学家童第周教授在20世纪60~70 年代曾用囊胚细胞进行鱼类细胞核移植工作,获得属间和种间核移植鱼,使我国鱼类克隆技术居于世界领先水平。早期的动物克隆研究仅限于两栖类和鱼类,到20 世纪80年代,哺乳动物核移植克隆技术的研究开展起来。根据供核细胞来源的不同,动物克隆可分为胚胎细胞克隆和体细胞克隆。80年代,胚胎细胞克隆的绵羊、牛、猪、兔等动物相继获得成功。1997 年英国罗斯林研究所Wilmut 等利用绵羊乳腺细胞成功克隆获得体细胞核移植后代“多莉”,这一成果开创了哺乳动物体细胞核移植新的里程碑。此后的数年里,科学家们通过体细胞核移植技术克隆获得了小鼠、牛、山羊、猪、兔、骡、猫、大鼠、狗等动物。哺乳动物体细胞克隆的成功,世界为之振奋,不仅仅因为它打破了原有既定的理论,即已经分化的体细胞不具有全能性的结论,实现了高等哺乳动物复制的神话,更重要的是光明的前景和潜在的巨大的经济价值。
哺乳动物体细胞克隆技术,可用于家畜胚胎的商业生产中,迅速扩大同基因型优良种群;可以复制濒危的野生动物,有效地保护珍贵的动物遗传资源;通过体细胞核移植胚胎的发育研究一系列遗传发育的机理问题,为遗传、发育不良等疾病找到破解之路;此外体细胞克隆技术和转基因技术相结合,可以高效的制作转基因动物,即将表达特定蛋白的基因整合到体细胞的基因组中,以这种转基因细胞做供体细胞进行核移植操作,转基因胚胎发育为完整的个体成为转基因动物,依转移的基因不同,从而生产出不同用途的珍贵蛋白。
2005年,世界上第一头克隆狗“斯纳皮”在韩国首尔大学诞生,该克隆狗采用的是和克隆羊多莉一样的体细胞克隆技术,因其供体细胞来源于一头成年公的阿富汗猎犬,遗传信息都来源于此,因此获得的这头克隆犬也是公的阿富汗猎犬,几乎和体细胞来源的公犬一模一样。此后,韩国的各个科研小组获得了多头的克隆狗。韩国的RNLBio生物技术公司更是将克隆技术应用于商业,开展全球范围的宠物克隆服务。RNLBio生物技术公司和首尔大学合作,于2008年为他们的第一个客户美国剧作家伯楠·麦金尼成功克隆出5头比特犬。2007年底,韩国7头体细胞克隆警犬诞生,这7头拉布拉多猎犬是世界首批体细胞克隆的警犬,是韩国专家利用一头名为“Chase”的拉布拉多猎犬的体细胞克隆成功的。这些克隆出的警犬在降生后不久就开始接受训练,它们身上表现出很多缉毒犬所必备的基因特性。2009年,韩国专家利用体细胞克隆技术成功获得了5头牧羊犬,这5头牧羊犬的遗传信息来自美国911英雄警犬“特拉克”。“特拉克”是头优秀的搜救犬,这5头小牧羊犬继承了“特拉克”优良的基因,具有和特拉克一样的天赋,将来也必将成为优秀的搜救犬。体细胞克隆技术一个最大的优点就是克隆出生的动物与供体细胞来源的动物具有几乎100%相同的基因,可以保持亲代优异的特质。作为警犬的要求是很高的,比如要有很高的智商、优秀的嗅觉能力、良好的亲和能力等警犬所需的各种特质。通过克隆技术,我们可以获得和亲代一样的特质,使得这种具有优良基因的警犬代代相传,这种新的警犬繁育技术具有得天独厚的优势。尤其是那种具有特殊本领的异常优秀的警犬,普通的繁殖技术,其后代的基因变化会很大,而通过克隆技术可以固定这种优秀警犬的基因,加之日常的训练,就可以获得和它一样优秀的警犬了。
但是,目前来看,警犬克隆技术也存在很大的问题。最大的问题就是克隆技术尖端,效率低下。目前掌握这种技术的只有韩国,而且成功率也非常低,这主要和犬这种生物特性有很大关系。犬类发情和卵母细胞成熟的方式和其他动物都有很大不同,很难精确掌握,而且犬的卵母细胞很难去核成功。总之,一系列的技术因素严重制约了这种技术在犬类克隆中的发展和应用,这也是很多国家没有研发出克隆狗的主要原因。但是克隆技术在警犬的繁育中具有非常好的应用前景。我们相信,随着技术的不断发展进步,克隆技术必将在警犬的繁育中发挥更大的作用。
(作者单位:公安部警犬技术学校,110034)
(编辑:李 冰)