3. 克隆技术概况及风险
克隆这个术语描述了许多不同的过程，这些过程可以用来产生一个生物实体相同基因的拷贝，复制的材料与原始材料具有相同的基因组成，被称为克隆。研究人员已经克隆了广泛的生物材料，包括基因、细胞、组织，甚至整个生物，如绵羊。
3.1克隆是自然发生的吗？
是的。在自然界中，一些植物和单细胞生物，如细菌，通过一种叫做无性繁殖的过程产生遗传上相同的后代。在无性繁殖中，一个新的个体是由母体单细胞的拷贝产生的。
自然克隆，也称为同卵双胞胎，出现在人类和其他哺乳动物身上。这些双胞胎是在受精卵分裂时产生的，产生了两个或多个携带几乎相同DNA的胚胎。同卵双胞胎的基因组成几乎相同，但他们与父母中的任何一方都有基因差异。
3.2工克隆有哪些类型？
人工克隆有三种不同的类型：基因克隆、生殖克隆和治疗性克隆。基因克隆产生基因或DNA片段的拷贝。生殖性克隆生产出完整动物的复制品。治疗性克隆生产胚胎干细胞，用于旨在创造组织以替代受伤或患病组织的实验。基因克隆，也称为DNA克隆，是一个与生殖性和治疗性克隆截然不同的过程。生殖性克隆和治疗性克隆有许多相同的技术，但目的是不同的。
3.3NHGRI正在进行什么样的克隆研究？
基因克隆是NHGRI研究人员进行的最常见的克隆类型。NHGRI研究人员没有克隆任何哺乳动物，NHGRI也没有克隆人类。
3.4基因是如何克隆的？
研究人员通常使用克隆技术来复制他们希望研究的基因。该过程包括将一种生物体的基因(通常被称为“外源DNA”)插入一种称为载体的遗传物质中。载体包括细菌、酵母细胞、病毒或质粒等，它们是细菌携带的小DNA环。基因插入后，载体被置于实验室条件下，促使其繁殖，导致基因被复制多次。
3.5动物是如何克隆的？
在生殖性克隆中，研究人员从他们想要复制的动物身上移除一个成熟的干细胞，如皮肤细胞。然后，他们将供体动物体细胞的DNA转移到卵细胞或卵母细胞中，卵细胞或卵母细胞已经移除了自身的含DNA细胞核。
研究人员可以通过两种不同的方式将体细胞的DNA添加到空鸡蛋中。在第一种方法中，他们用针取出体细胞中含有DNA的细胞核，并将其注射到空鸡蛋中。在 第二种方法中，他们使用电流将整个体细胞与空蛋融合。
在这两个过程中，卵子被允许在试管中发育成早期胚胎，然后被植入成年雌性动物的子宫。
最终，成年雌性动物生出的动物与提供体细胞的动物具有相同的基因组成。这种幼小的动物被称为克隆体。生殖性克隆可能需要使用代孕母亲来允许克隆胚胎的发育，就像最著名的克隆生物绵羊多莉一样。
3.6克隆了什么动物？
在过去的50年里，科学家们使用各种技术在各种动物身上进行了克隆实验。1979年，研究人员通过在试管中分裂小鼠胚胎，然后将产生的胚胎移植到成年雌性小鼠的子宫中，产生了第一只基因相同的小鼠。此后不久，研究人员通过将取自早期胚胎的细胞核转移到一个细胞核被清空的卵子中，生产了第一批基因相同的牛、羊和鸡。
然而，直到1996年，研究人员才成功地从成年动物的成熟(体)细胞中克隆出第一只哺乳动物。经过276次尝试，苏格兰研究人员最终从一只6岁羊的乳房细胞中培育出了多莉。两年后，日本的研究人员从一头牛身上克隆了八头小牛，但只有四头存活下来。
除了牛和羊，从体细胞克隆的其他哺乳动物包括：猫、鹿、狗、马、骡、牛、兔和大鼠。此外，通过胚胎分裂克隆了一只恒河猴。
3.7人类被克隆过吗？
尽管有几个广为人知的说法，但克隆人似乎仍然是虚构的。目前没有确凿的科学证据表明有人克隆过人类胚胎。
1998年，韩国科学家声称成功克隆了一个人类胚胎，但表示实验很早就中断了，当时克隆的只是一组四个细胞。2002年，克隆援助组织，（一个相信人类是由外星人创造的宗教组织的一部分）举行了一次新闻发布会，宣布了它声称的第一个克隆人的诞生，一个名叫夏娃的女孩。然而，尽管研究界和新闻媒体一再要求，克隆援助组织从未提供任何证据来证实这个克隆体或据称它创造的其他12个人类克隆体的存在。
2004年，由韩国首尔国立大学的黄禹锡(Woo-Suk Huang)领导的一个小组在《科学》 (Science)杂志上发表了一篇论文，声称在试管中创造了一个克隆的人类胚胎。然而，一个独立的科学委员会后来发现没有证据支持这一说法，并且在2006年1月，《科学》杂志社宣布黄禹锡的论文已经被撤回。
从技术角度来看，克隆人类和其他灵长类动物比克隆其他哺乳动物更困难。一个原因是细胞分裂所必需的两种蛋白质，即纺锤体蛋白质，位于灵长类动物卵子中非常靠近染色体的位置。因此，为了给供体细胞核腾出空间而移除卵子的细胞核也会移除纺锤体蛋白质，从而干扰细胞分裂。在其他哺乳动物中，如猫、兔子和老鼠，这两种纺锤蛋白分布在整个卵子中。因此，去除卵子的细胞核不会导致纺锤体蛋白的丢失。此外，一些染料和用于去除卵核的紫外线会损害灵长类动物的细胞，阻止其生长。
3.8克隆的动物看起来总是一样的吗？
不，克隆体看起来不总是一样的。虽然克隆体拥有相同的遗传物质，但环境也对一个有机体的发育起着很大的作用。
比如第一只被克隆的猫，名叫Cc，是一只雌性的印花布猫，看起来和她妈妈很不一样，对这种差异的解释是：猫皮毛的颜色和图案不能完全归因于基因。母猫(有两条X染色体)每个细胞中的X染色体失活的一种生物现象，决定了哪些毛色基因被关闭，哪些被打开。
X失活的分布，似乎是随机发生的，决定了猫被毛的外观。
3.9克隆动物有哪些潜在的缺点？
生殖克隆可能使研究人员能够复制具有医学和农业领域潜在利益的动物。例如，克隆多莉的苏格兰研究人员也克隆了其他绵羊，这些绵羊经过基因改造后产生的牛奶中含有对血液凝固必不可少的人类蛋白质。 希望有一天这种蛋白质可以从牛奶中纯化出来，并提供给血液不能正常凝结的人。克隆动物的另一种可能用途是测试新药和治疗策略。 使用克隆的动物进行药物测试的最大优势是它们在基因上都是相同的，这意味着它们对药物的反应应该是统一的，而不是像具有不同遗传组成的动物中看到的那样是可变的。
在咨询了许多独立的克隆科学家和专家之后，美国食品药品监督管理局（FDA）于2008年1月决定，克隆动物（如牛，猪和山羊）的肉和牛奶与非克隆动物的肉和牛奶一样安全。 FDA的行动意味着研究人员现在可以自由使用克隆方法来复制具有理想农业特性的动物。如高牛奶产量或瘦肉。 然而，由于克隆仍然非常昂贵，它可能需要很多年，直到克隆动物的食品真正出现在超市。
另一个应用是创建克隆，以建立濒临灭绝甚至灭绝的动物种群。2001年，研究人员生产了第一个濒危物种的克隆：一种称为瓜尔豆的亚洲黄牛。 可悲的是，在一个代孕母牛母亲体内发育的婴儿瓜耳胶在出生后几天就死了。 2003年，成功克隆了另一种濒临灭绝的牛，称为Banteg。 不久之后，使用冷冻胚胎作为DNA来源克隆了三只非洲野猫。 尽管一些专家认为克隆可以拯救许多原本会消失的物种，但另一些专家则认为克隆会产生一群遗传上完全相同的个体，这些个体缺乏物种生存所必需的遗传变异性。
一些人还表示有兴趣克隆他们死去的宠物，希望得到一种类似的动物来取代死去的宠物。 但是，正如克隆猫所显示的，克隆可能不完全像原来的宠物，它的DNA被用来制造克隆。
3.10克隆动物的潜在缺点是什么?
生殖性克隆是一种非常低效的技术大多数克隆的动物胚胎不能发育成健康的个体。例如，在总共277个克隆胚胎中，多莉是唯一活着出生的克隆人。这种非常低的效率，再加上安全问题，给生殖性克隆的应用带来了严重的障碍。
研究人员观察到，克隆的绵羊和其他哺乳动物对健康有一些不良影响。这些包括出生体型的增加和重要器官的各种缺陷，如肝脏、大脑和心脏。其他后果包括过早衰老和免疫系统问题。另一个潜在的问题集中在克隆细胞染色体的相对年龄上。当细胞经历正常的几轮分裂时，染色体的尖端(称为端粒)会收缩。随着时间的推移，端粒变得如此之短，以至于细胞不能再分裂，因此细胞死亡。这似乎是所有细胞类型都会发生的自然衰老过程的一部分。因此，从成人的细胞中克隆出来的染色体可能已经比正常的短，这可能会使克隆的细胞寿命变短。事实上，多利是从一只6岁大的绵羊的细胞中克隆出来的，她的染色体比她同龄的其他绵羊的染色体都要短。多利是从一只6岁大的绵羊的细胞中克隆出来的，她的染色体比她同龄的其他绵羊的染色体都要短。多莉在她6岁的时候去世了，大约是绵羊平均12岁寿命的一半。
3.11什么是治疗性克隆？
治疗性克隆包括创造克隆胚胎，其唯一目的是生产与供体细胞具有相同DNA的胚胎干细胞。这些干细胞可以用于旨在了解疾病和开发新的疾病治疗方法的实验中。到目前为止，还没有证据表明人类胚胎已经被生产出来用于治疗性克隆。
胚胎干细胞最丰富的来源是卵子开始分裂后的前五天形成的组织。在这个称为囊胚的发育阶段，胚胎由大约100个细胞组成，可以成为任何类型的细胞。干细胞是在这个发育阶段从克隆胚胎中获得的，导致胚胎在还在试管中时就被破坏了。
3.12治疗性克隆的潜在应用是什么？
研究人员希望使用胚胎干细胞，这种细胞具有在一个有机体中产生几乎所有类型的细胞的独特能力，在实验室中培养出健康的组织，可以用来取代受伤或患病的组织。
通过研究来自不同疾病的动物或人类细胞的克隆胚胎胚胎干细胞系，可以更多地了解疾病的分子原因。 最后，来自ES细胞的分化组织是测试新的治疗药物的极好工具。
3.13治疗性克隆的潜在缺点是什么？
许多研究人员认为，利用胚胎干细胞作为治疗人类疾病的途径是值得探索的。然而，一些专家担心干细胞和癌细胞之间惊人的相似之处。这两种类型的细胞都有无限增殖的能力，一些研究表明，在细胞分裂60个周期后，干细胞可以积累可能导致癌症的突变。因此，如果干细胞要用于治疗人类疾病，需要更清楚地了解干细胞和癌细胞之间的关系。
3.14与克隆有关的伦理问题有哪些？
基因克隆是一项受到严格监管的技术，目前已被广泛接受，并在世界各地的许多实验室中常规使用。然而，生殖性克隆和治疗性克隆都提出了重要的伦理问题，特别是与这些技术在人类上的潜在使用有关的问题。生殖性克隆将有可能创在或仍然存在的另一个人在基因上完全相同的人。这可能与长期以来关于人的尊严的宗教和社会价值观相冲突，可能侵犯个人自由、身份和自主的原则。然而，一些人认为生殖性克隆可以帮助不育夫妇实现为人父母的梦想。其他人认为克隆人类是避免传递家族中有害基因的一种方式，而不必经过胚胎筛选或胚胎选择。
治疗性克隆虽然提供了治疗患有疾病或受伤的人类的潜力，但需要破坏试管中的人类胚胎。因此，反对者争辩说，使用这种技术收集胚胎干细胞是错误的，无论这种细胞是用来造福病人还是受伤的人。