基因转换是指克隆技术吗?

最近,基因编辑婴儿事件在网络闹的沸沸扬扬,网友大喊“潘多拉的魔盒”就此打开,关于贺建奎一手让一对基因编辑婴儿诞生的行为讨论也是随处可见,2018年11月27日,122位国内科学家更是在微博发布“科学家联合声明”,表示坚决反对和强烈谴责。国家卫健委也回应“基因编辑婴儿”,表示将认真调查核实,依法依规处理。

那么什么是基因编辑婴儿呢?基因编辑婴儿是指通过基因编辑技术修改人体胚胎、精子或卵细胞细胞核中的DNA脱氧核糖核酸后生下的婴儿。这次事件中的基因手术修改的是CCR5基因HIV病毒入侵机体细胞的主要辅助受体之一,使用的基因编辑技术为“CRISPR/Cas9”技术,据说进行这种基因编辑后,婴儿天然的可以预防部分HIV病毒感染。

然而之所以基因编辑婴儿如此让人恐惧,正是由于人类面对新技术的时候会产生的“技术恐惧”。上一次这么大的讨论估计还是在“克隆羊”多利诞生的时候,科学技术的进步当然是我们所希望看到的,但是很多技术要运用到我们人类本身的时候,关于是否违背道德伦理、存在哪些可能风险、是否用于正当目的等等都是我们要考虑的,当这一切我们还不能保证可以控制的时候,通常是明令禁止将某些技术用于人类的。

基因编辑在当代其实技术难度不大,另一项引人关注的克隆技术其实也取得很大进展,反而在人类意识领域的研究进展缓慢,这与人类大脑的复杂程度、神经网络遍布的特点以及大脑运作方式独特有很大关系,虽然现实中克隆人被明令禁止,记忆提取和意识转移技术尚未成型,但是艺术领域很多科幻电影却进行了猜想和讨论,比如11月23日上映的这部《克隆人》,英文片名《Replicas》。

电影的剧情其实很简单,在一次意外车祸中,神经学科学家威尔·福斯特(基努·李维斯饰演)失去了挚爱的妻子和三个孩子。威尔痛苦不堪打电话找来科学家好友想通过克隆技术和意识转移技术复活死去的家人,但这种“复活”行为需要17天的时间和几千万的设备,由于培养舱只有三个,威尔只能在妻子和三个孩子中选择“复活”其中的三人。最终,威尔通过抓阄的方式放弃了对小女儿佐伊的“拯救”,而仅“复活”了妻子、大儿子和大女儿。

为避免“复活”行为被克隆的家人识破,威尔除了要删除掉三人记忆里与小女儿相关联的部分,还要竭力抹去生活中一切与小女儿有关的痕迹。在这17天的克隆过程里,为了防止外人对妻儿的突然消失起疑更是一个人用妻儿的电脑手机伪装身份交谈,这些不仅让威尔疲于奔命,更引来警方和实验室老板的调查。

被“复活”的妻子发现自己丢失了好多天的记忆,半夜又意外发现威尔在对大女儿使用仪器,威尔没办法告诉了妻子真相,却又被妻儿们发现衣橱里小女儿佐伊的涂鸦以及房间原本是高低床,就在威尔还没来得及跟家人们解释真相的时候,实验室老板突然来访,原来这一切其实早就在老板的掌握之中,命运让威尔陷入绝境,老板无情的利用这种绝境让威尔解决技术难题,并且想回收威尔妻儿这三个试验品,逼威尔将算法交给自己,方便日后用于战争或人类永生。

威尔的家人虽然觉得奇怪,但是几乎是未经过任何痛苦的思考,便认同了克隆人的身份;威尔带着妻儿逃跑,逃跑途中更是去妻子工作的诊所用电击破坏植入脊髓的追踪器;威尔的科学家好友被逼迫倒戈,实验室老板成功抓获威尔的妻儿;威尔独自回到实验室同老板达成交易,将脑子里的算法在实验室进行激活,将自己之前提取的自我意识转移到人造人身上,让人造人威尔打倒实验室老板,自己顺利带着妻儿逃跑。而电影的结局更是出人意料的皆大欢喜:人造人威尔作为科学家继续指导实验室项目开展,为富豪提供“第二次生命”牟利;实验室为威尔继续提供帮助,使其顺利复活小女儿佐伊,一家人在远离尘嚣的海边实现家人的团聚和归隐。

就电影本身来说,我不是很喜欢这种大团圆结局,我更想看到威尔自食其果为自己的行为付出代价,更想看到人造人威尔为寻求自我唯一毁掉威尔或者家人,更想看到克隆和意识转移技术的脱靶引起悲剧后果,因为我觉得这样天真孩子气的结局,除了给观众和创作者本人片刻的自我安慰,并不有助于激发观众对于生死伦理问题的深入思考。

普通观众当然不会面临影片中所设定的克隆人伦理困境,但诸如“应不应该允许安乐死”、“是否应该无限制地延长生命”“要不要支持知识一秒共享”等辩题,我们甚至可以在综艺节目中看到。即使不能指望一部百余分钟的科幻电影尝试对这类难题给出解答,至少不应该敷衍了事,将答案导向虚无。《克隆人》是让观众醒得太快的一场幻梦,幻梦过后残留的是无尽唏嘘,至少我看完是精神恍惚的。

可能我还是对克隆人有着莫名的恐惧和厌恶,复制的再像只要我知道那是制造出来的,就算身体和意识同本体没有什么差别,我依然觉得挺可怕的,是熟悉的人但也不熟悉,我没法把他当做原先那个人,看到电影里培养舱里人类从一团肉慢慢长大然后破水而出,我不由觉得背脊发凉,有的人可能会说普通民众的我们是因为不了解,我承认可能就是如此所以我们才更容易陷入“技术恐惧”。

克隆人已经不是科幻小说里的梦想,而是呼之欲出的现实。目前,据说已有三个国外组织正式宣布他们将进行克隆人的实验。由于克隆人可能带来复杂的后果,一些生物技术发达的国家,现在大都对此采取明令禁止或者严加限制的态度。中国也明确表示反对进行克隆人的研究,而是主张把克隆技术和克隆人区分开来。科学从来都是一把双刃剑。克隆技术确实可能和原子技术一样,既能造福人类,也可以祸害无穷。但"技术恐惧"的实质,是对错误运用技术的恐惧,而不是对技术本身的恐惧,克隆人被复制的只能是遗传特征。

事实上,克隆人存在很多现实问题。首先是技术上的不完善。许多国家目前已成功掌握了动物克隆技术,但是,成功率仅为2%左右,而且一旦操作失误出现脱靶,克隆动物很可能出现先天性残疾甚至早夭。例如,世界首例克隆羊多莉,就被发现存在未老先衰现象。假设克隆人成功,很有可能寿命是低于常人的,或许智商和体力也有缺陷。那么将这种极不成熟的技术应用于人类,是"非常不人道的",如果被克隆的人出现生理缺陷,克隆者则难逃罪责。

其次,克隆人的出现给我们自身存在带来了巨大冲击,正如网友所说克隆人融入人类基因池就如同潘多拉的魔盒没法预料对自然人类带来的影响。它是否会干扰或阻断人类以后的进化过程并最终危及人类的存在?克隆人究竟是人还是人类制造的产品?它是否应当和自然人一样,拥有同等的社会权利和社会义务?另外,人类该怎样对待那些被克隆出来的"残次品"? 最为可怕的是,一旦人口可以在实验室里被成批地复制出来,那么,这个世界还有没有办法去约束它们和控制它们?人类社会现有的法律和制度会不会被完全颠覆?

仅仅想一想,也会令人不寒而栗。 但是,为什么会有那么多人依旧要铤而走险跃跃欲试呢? 归根结底,还是看到了克隆技术的巨大市场。大多数科学家都认为,克隆技术应当广泛用于人类医疗领域,因为在攻克遗传性疾病和器官移植等方面,它所能发挥的作用没有任何其它技术可以比拟,它能够挽救成千上万人的宝贵生命。目前,许多国家已明确表态,支持"治疗性克隆"技术研究,希望这一技术最终能造福人类。

但是,"生殖性克隆"被大多数国家所反对。全世界已有20多个国家明令禁止生殖性克隆。英国去年年底通过了禁止克隆人法案,成为世界上第一个从法律上禁止克隆人的国家。美国也通过一项法案,确定克隆人研究为非法。

而至于在我国出现的基因编辑婴儿结果会怎样,人们都在拭目以待。但愿贺建奎这一次是和全世界开了一个大玩笑。 可是他如果没有开玩笑,那么,他就是在向全世界做了一个挑战。 怎样面对这个挑战? 我们准备好了吗?

1.植物细胞为什么能表现出全能性?

植物细胞全能性的基本含义是:植物体的每个生活细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因,从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。

2在生物体内为什么细胞没有表现出全能性,而是分化为不同的组织或器官呢?

是因为基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期,生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的,合成的蛋白质也不一样,从而形成了不同的组织和器官。植物细胞的全能性表达的条件:离体条件、有一定的营养物质、激素和其他外界条件。

3.在植物组培过程中,为什么要进行一系列的消毒,灭菌,并且要求无菌操作?

排除杂菌污染,避免微生物与外植体竞争,更重要的是微生物会产生毒素,危害培养物的生长甚至导致外植体死亡。

4.植物组培的培养基为什么用蔗糖?

在“植物的克隆”一节中涉及植物组织培养技术,在该技术中所用培养基的需要有适量的营养物质,其中含有蔗糖,而不是葡萄糖,原因为何?

选用蔗糖主要从以下几个方面考虑的:

①提供碳源,高压灭菌的蔗糖优于过滤灭菌的葡萄糖。因为高压灭菌能使蔗糖水解为更能被有效利用的糖份。如果糖等。

②诱导作用,在培养基成分中,增加生长素的浓度,导致木质部形成,增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成。当生长素水平恒定时,2%蔗糖使分化出的全部是木质部,4%蔗糖使分化出的几乎全部是韧皮部,3%蔗糖则可以分化出两者。所以,生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。因此,在植物组培中要选用蔗糖而不选用葡萄糖。

③同样作为碳源物质为植物细胞提供能量来源,蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。配制相同质量分数的培养基,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖,因此,若采用葡萄糖作为碳源,易使植物细胞脱水而生长不良。同时,植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率,所以蔗糖形成的渗透压可相对长期的保持稳定。

④植物组织培养过程中,要时刻注意防止培养基受到微生物的污染。微生物生长所需的碳源最常用的是葡萄糖,一般很少利用蔗糖。因此,采用蔗糖作为培养基的碳源,可一定程度上减少微生物的污染。

5.为什么诱导愈伤组织发生的过程中应避光培养?而在胚状体分化成植株过程中需要光?

对于植物组织培养来说,光照条件非常重要,包括光照强度、时间和波长。但在由高度分化的组织形成愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养,而在分化形成试管苗的再生的过程中一定要有光照。诱导形成愈伤组织阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织,如果在光照条件下容易分化产生维管等组织,不利于产生大量的愈伤组织。由愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗的过程中需要光照,原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件,实现由异养→自养的转变。

6.为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样,地上长番茄、地下结马铃薯?

生物基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的,所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质,但这些遗传物质的表达受到相互干扰,不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达,杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。

7.动物细胞培养的“代”指的是什么?

在“动物的克隆”一节中动物细胞培养时提到“代”。很容易把“代”与“细胞分裂次数”等同。而实际上,培养细胞的“一代”指从把细胞接种到培养瓶至分离再培养的一段期间,与细胞世代或增殖不同。在“一代”中,细胞并不只是分裂一次,一般分裂36次。

8.细胞系和细胞株有什么区别?

细胞系指可连续传代的细胞。原代培养物在首次传代时就成为细胞系,能连续培养下去的细胞系称为连续细胞系,不能连续培养下去的细胞系称为有限细胞系。通过一定的选择和纯化方法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞称为细胞株。可以连续多次传代的细胞株称为连续细胞株,可传代次数有限的细胞株称为有限细胞株。所以细胞系是泛指可传代的细胞,细胞株是具有特殊性质的细胞系。

9. 为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活?

不灭活的话会感染细胞,而不能诱导细胞融合。

10. 动物难以克隆的根本原因?

在动物的个体发育过程中,分化的结果使得细胞在形态和功能上高度特化,基因表达的调控使得细胞中合成了专一的蛋白质。特化细胞的细胞核中物种基因组完整,具有全能性,但是基因组中的基因并不同时进行活动,一类基因是维持生存的;另一类基因随着组织器官和发育阶段不同而选择性表达。动物的体细胞的基因组中基因的活动并不完全,不能像受精卵那样发挥细胞的全能性。

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