新华网北京5月29日电(记者姜岩) 以克隆牛闻名于世的著名美国华裔科学家杨向中教授28日在中国农业大学与世界其他地方一同举行新闻发布会,公布了他们对克隆牛易夭折的最新研究突破,他们发现出生后早死的克隆母牛其X染色体基因不能正常表达,可能是它们致死的主要原因。这一研究成果于28日在世界著名的《自然遗传》杂志上发表。杨向中会后接受新华社记者专访时认为,他的这一成果为克隆技术的研究和应用打开了一扇通往广阔天地的门。 自1997年英国科学家宣布“多利”羊问世后,大批的克隆鼠、牛、羊和猪相继问世。遗憾的是克隆成功率迄今仍然很低,仍需要几十次甚至上百次偿试后才能成功。百分之八十以上的克隆胎儿仍面临流产,出生的百分之五十以上的克隆动物因器官发育不全出现早期夭折。这些现象暗示克隆动物的基因表达可能会有异常。
杨向中解释说,雄性动物只有一个X染色体,而雌性动物带有两个X染色体,这两个X染色体上的基因受精后均表达。为使雌性动物不致于出现比雄性动物多一倍的基因表达,在胚胎发育过程中,雌性动物胚胎中的其中一个X染色体上的基因会被随机全部沉默或灭活(不再表达),因此成年雌性动物的细胞只有一个X染色体是有活性的。而在克隆过程中,体细胞核内只有一个X染色体有活性,我们研究的问题是分析克隆胚胎能否使已沉默的X染色体重新激活,发育后再使其沉默,从而使克隆动物与正常出生的动物无异。
杨向中的研究小组首先用9头克隆母牛(其中5头出生后早死,4头目前仍健在)对其X染色体上的10个基因进行分析比较。他们发现所有早死的克隆牛的器官(心脏、肝、肾、脾等)都有不同程度的基因表达紊乱,而存活下来的4头克隆牛的皮肤及血液中基因表达正常。
杨向中解释说,人和其他哺乳动物身上有数以亿计的各种类型的体细胞,虽然它们含有的基因顺序(蓝本)是完全一样的,但他们的形态和功能(如皮肤细胞和神经细胞等)却都完全不一样。这是因为在胚胎发育过程中由于基因表达的改变,组织细胞进行分化的结果。这一分化通常是不可逆转的(如皮肤和神经不可能变成其他类型的细胞)。但通过克隆这一神奇过程,这些已分化的体细胞可以逆分化形成一个具有全能性的胚胎细胞,然后再通过正常的胚胎发育和组织细胞分化过程形成各种组织和器官。而在这一个逆分化和再分化的关键过程中,某些基因的激活与沉默可能会出现紊乱。杨向中继续说,我们的发现恰好证实了这一假设。