印記重編程
⑴ 比較胚胎分割動物與試管動物，核移植動物有何異同
胚胎發育過程是核質之間、細胞與細胞及細胞與胞外基質按嚴格的時空秩序相互作用的結果。從全能或多能胚胎幹細胞分化為具有獨特功能的體細胞，完全取決於基因在時間與地點上的選擇性表達。對細胞分化和發育來說，最重要的不是個別基因的表達，而是整個基因網路在時間和空間上的緊密聯系和配合。組成包括人體在內的高等動物機體的億萬個細胞，都是由一個受精卵發育而來的。像胚胎幹細胞一樣，分化了的體細胞仍然具有一整套完整的遺傳信息。過去人們認為，細胞的分化程度越高，它指導早期胚胎發育成新個體的能力就越低，高度分化的體細胞甚至完全不具備這種能力。近幾年體細胞動物克隆技術上取得的突破，不僅給人們的觀念帶來了很大的改變，而且由於它所蘊藏的商業和社會價值，在全世界引起了轟動。
1. 動物克隆的理論基礎
在許多人眼裡，體細胞克隆羊多莉 (Dolly) 的誕生是克隆技術的開始。其實不然。「克隆 (clone)」一詞來源於希臘語，原意是用於扦插的枝條，也就是指無性繁殖。克隆在植物界的應用已有上千年的歷史，理論上的突破則是本世紀的事。1902 年德國植物學家 Haberlandt指出，植物的體細胞具有母體全部的遺傳信息，並具有發育成為完整個體的潛能，因而每個植物細胞都可像胚胎細胞那樣，經離體培養再生成為完整植株。這就是所謂的細胞全能性。許多科學家為證實植物細胞的全能性作出了不懈的努力。1958 年，Steward成功地將一個胡蘿卜細胞試管培養，長成了一株具有根、莖、葉等器官的完整植株。1964年Guha 和 Maheshwari利用毛葉曼陀羅的花葯培育出單倍體植株。這樣，植物細胞全能性獲得了充分的論證。建立在此基礎上的組織培養技術也得到迅速發展。
與植物細胞不同，在動物發育過程中分化了的細胞不能再產生完整的充分分化的個體。然而，動物胚胎的生長、分化和發育是否造成體細胞基因組的不可逆性修飾，即在發育過程中分化了的細胞是否具有與受精卵相同的核等價性 (nuclear equivalency) 或基因組連續性，一直是發育生物學要解決的問題。早在30 年代，著名的胚胎學家 Spemann 就已經提出「分化了的細胞核移入卵子中能否指導胚胎發育」這樣的設想。用兩棲類動物進行的一些克隆實驗表明，早期胚胎細胞核經移植可產生成熟的動物個體，而從蝌蚪及成體動物細胞中取出的細胞核經移植生成的克隆動物最晚只能發育至蝌蚪期。胚胎分割及胚胎細胞核移植克隆動物已在許多物種中獲得了成功。體細胞克隆綿羊[1]、小鼠[2,3]、牛[4,5] 及山羊[6]的成功，證明高度分化的細胞核仍具有全能性。
2. 體細胞克隆羊及小鼠實驗成功分析
克隆羊Dolly 是世界上第一隻由成體細胞通過無性過程產生的哺乳動物。在Dolly 誕生後的一年多時間里，全世界掀起了一股克隆熱，並引起了一些激烈的爭論和對Dolly身份的質疑。1998 年7 月出版的《Nature》報道兩個獨立的研究小組分別對Dolly 的血樣、供體母羊冷凍組織及其細胞培養物進行衛星DNA 分析和DNA指紋分析，確認三者的一致性，證明Dolly 確實是體細胞克隆動物。在同期《Nature》上，美國夏威夷大學Wakayama 等人報道，由小鼠卵丘細胞 (cumulus cells) 克隆了27 只存活小鼠，其中7隻是由克隆小鼠再次克隆的後代。
兩棲類和哺乳類核移植實驗發現，經核移植的卵母細胞不能正常發育的一個關鍵問題是供體核和受體卵母細胞之間的細胞周期不相容性。Wilmut 等的成功之處就在於他們找到了一種使供體核和受體卵母細胞更相容的方法。他們通過血清飢餓法使供體核細胞處於二倍體的G0 期，這樣處理的供體核在DNA復制的時間上就與處於中期II的受體卵母細胞同步。從建立正確的染色體倍性 (ploidy) 這個角度來看，供體核處於G1 期也可以獲得克隆動物。穩定表達b -半乳糖苷酶-新黴素基因的胎兒成纖維細胞作核供體，獲得克隆牛證明了這一點[7]。
人們一般認為，供體核和卵母細胞組成的重組胚胎的發育過程與正常狀況受精卵相仿。 羊胚胎基因組的轉錄一直到8～16個細胞才開始，這種轉錄時間的差異在理論上將允許胚胎有充裕的時間對植入的成體羊細胞核進行重新編程，使其進入胚胎發育期。由於不同的物種胚胎轉錄的起始時間各異，所以克隆的難易也不同。以往的研究發現，在小鼠的克隆過程中，基因組很早就被激活，移植的細胞核沒有足夠的時間進行重新編程。因此，許多研究者認為小鼠是最難克隆的動物之一。
Wakayama 等人的工作改變了這種觀點。與Wilmut 等的方法相比，Wakayama 等採用了一種新的、相對簡單的克隆技術。Dolly 是採用母羊的乳腺組織細胞經過「飢餓「 培養，與去核的卵細胞進行電融合，促使融合細胞中遺傳物質的重編程 (reprogramming), 然後逐步發育成胚胎。克隆小鼠採用核移植的方法，將自然狀態下處於G0 期的卵丘細胞作核供體，直接注入去核的卵細胞。小鼠克隆過程中核移植後的重組胚胎放置0～6 小時後再激活，也有異於Wilmut 等用電刺激法同時融合重組胚胎和激活胚胎。Dolly 的產生過程中遺傳物質的重編程和卵細胞的激活是電刺激法，而小鼠的克隆則採用在培養基中添加鍶離子 (Sr2+) 和細胞鬆弛素B 的化學方法激活重組胚胎。
3. 動物克隆技術的應用
動物克隆近幾年取得的一些突破性進展，為動物發育過程中基因表達的調控及發育生物學、遺傳學等相關學科的發展必將產生深遠的影響。雖然目前這種方法尚不成熟，但它已顯示出誘人的應用前景。
動物克隆技術將首先應用於醫葯領域。利用體細胞供體經核移植生產轉基因動物，可望降低生產成本。到目前為止，產生轉基因動物的方法仍主要是1985 年Hammer 等建立的原核顯微注射法。但是，這種方法只能使大約5％的動物攜帶外源基因。外源基因整合入動物基因組是個隨機的過程，這導致外源基因在許多轉基因動物系中的表達量不夠高，而且因整合進生殖細胞的機率低而難以遺傳給下一代。Schnieke 等發現，利用體細胞克隆技術生產含人凝血因子 IX 的轉基因羊比原核顯微注射法要有效得多[8]。其中，兩者最顯著的差異是體細胞克隆中的受體母羊全都攜帶外源基因，而原核顯微注射法會產生許多不帶外源基因的羊羔。這是由於，原核微注射法中所用胚胎在體外培養的時間較短，在此期間被檢測為陽性的轉基因可能會在以後的發育過程中丟失。用作核移植供體的細胞在體外培養的時間則較長，有較多的檢測機會。另外，顯微注射法制備的轉基因動物的性別只有等到動物出生後才能得知, 而核移植可以通過鑒別核供體的核型而預先得知轉基因動物的性別，可選擇性地制備雌性的轉基因動物, 有利於在母乳中表達外源基因。
克隆技術除了可以生產各種醫用人體蛋白外，對人類的細胞和組織治療也大有好處。利用克隆技術，可以用患者本人細胞培育出新組織，用來治療糖尿病、帕金森氏症、神經損傷等多種疾病。用這種方法培育出的組織具有與患者正常組織完全相同的基因構成，因此不會產生免疫排斥反應。但是這些都涉及到克隆人這個敏感話題，目前克隆人在許多國家是法律禁止的。隨著人類胚胎幹細胞培養技術的完善，目前已有兩家美國公司開始研究利用克隆技術培育人胚胎，希望大批量生產治療疾病的幹細胞。事實上，幾年前人們就曾把人胎兒神經組織用來治療帕金森氏症。考慮到倫理上的原因，人們也可以用克隆動物的胚胎幹細胞作異源移植，以解決人類移植器官供求矛盾。
動物克隆技術還有助於加速動物育種的進程。利用優良動物品種的體細胞作核供體克隆動物，可以避免自然條件下選種所受到的動物生育周期和生育效率的限制，從而大大縮短育種年限，提高育種效率。動物克隆技術用於拯救瀕危動物也受到廣泛的關注。中國科學院動物研究所陳大元研究員提出用動物克隆技術拯救大熊貓的計劃，在國內外均引起一定的反響。
4. 動物克隆技術的不足及未來發展方向
動物克隆技術雖然取得了一定的進展，在生物醫葯領域也得到了初步應用。但是，該技術目前還很不完善。存活率低是當今核移植技術的最大缺陷。它突出表現為：孕期流產率高，圍產期死亡率高，新生兒體重較重及產生後對環境的適應性較差。以成體細胞核作核供體問題更為嚴重。最近，Shiels 等報道克隆羊的端粒較同年羊短[9]。Renard 等報道，體細胞核移植可能影響克隆動物免疫系統的正常發育[10]。他們用胚胎細胞克隆牛的耳細胞通過核移植克隆出一頭牛。牛犢看起來很健康，但出生一個半月後，它體內的淋巴細胞和紅血球急劇減少，不久就死於貧血。屍體解剖發現，該牛犢脾臟、胸腺和淋巴結等淋巴組織都沒有得到正常發育。
導致動物克隆存活率低和異常發育的原因很多，缺乏基礎理論支撐是其中之一。動物克隆技術的不斷完善，還需要分子遺傳學、細胞學、發育生物學等相關基礎學科的進一步研究和發展。迄今為止，人們雖然在動物克隆過程中已經積累了不少數據，但一些很基本的問題仍亟需解決。
基因組重新編程的機制尚不清楚。人們雖然觀測到核移植後細胞核的激活與早期胚胎原核發育類似，但較詳細的信息仍不甚明了。其中，成熟促進因子(maturation promoting factor，MPF)、核膜破裂(nuclear envelope breakdown，NEBD) 和早熟染色體凝集 (premature chromosome condensation, PCC) 在基因組重編過程中的作用還需明確。
基因印記 (imprinting) 對核移植後基因組重新編程的影響。基因印記現象在哺乳動物的發育過程中普遍存在，它是指基因的表達與否取決於它們是在父源染色體上還是母源染色體上。有些印記基因只從母源染色體上表達，而有些則只從父源染色體上表達。基因印記與動物克隆技術的成功及不足有何關系值得深入研究。
動物克隆種屬及細胞差異的原因。克隆不同種屬的動物難易有別，其中的原因目前人們還不清楚。目前可以用作體細胞核移植核供體的細胞類型還較少。Wakayama 等用處於 G0/G1期的卵丘細胞克隆得到小鼠，而他們採用處於G0 期的足細胞 、神經細胞作核供體進行的克隆實驗均未獲得成活個體，這顯示供體核處於G0 期並非保證胚胎發育的充分條件。Dominko等發現去核的牛卵細胞能使來自羊、猴、鼠、豬等不同種屬的細胞核激活，並在體外發育為相應的胚胎，但目前還沒有一個可繼續發育為完整的動物個體。如果這項工作能成功，將十分有利於瀕危動物的保護。
動物克隆技術條件的優化還沒有解決。如核供體和卵細胞的選材、核質比的選擇、重組胚胎的激活方式、是否需要作連續核移植等。
綜上所述，動物克隆研究已在理論基礎、技術優化及實際應用等方面取得很大的進展。但該技術目前還很不完善，相關理論研究還很薄弱，人們要提高動物克隆的成功率還需不懈的努力。另外，克隆動物與正常胚胎的發育有何異同，也值得深入研究。這些問題的解決，將有助於加深人們對動物胚胎發育過程中分子機制的認識。
⑵ 多利是怎樣誕生的
【動物克隆的理論基礎】
在許多人眼裡，體細胞克隆羊多利(Dolly)的誕生是克隆技術的開始。其實不然。「克隆(clone)」一詞來源於希臘語，原意是用於扦插的枝條，也就是指無性繁殖。克隆在植物界的應用已有上千年的歷史，理論上的突破則是本世紀的事。1902年德國植物學家Haberlandt指出，植物的體細胞具有母體全部的遺傳信息，並具有發育成為完整個體的潛能，因而每個植物細胞都可像胚胎細胞那樣，經離體培養再生成為完整植株。這就是所謂的細胞全能性。許多科學家為證實植物細胞的全能性作出了不懈的努力。1958年，Steward成功地將一個胡蘿卜細胞試管培養，長成了一株具有根、莖、葉等器官的完整植株。1964年Guha和Maheshwari利用毛葉曼陀羅的花葯培育出單倍體植株。這樣，植物細胞全能性獲得了充分的論證。建立在此基礎上的組織培養技術也得到迅速發展。
與植物細胞不同，在動物發育過程中分化了的細胞不能再產生完整的充分分化的個體。然而，動物胚胎的生長、分化和發育是否造成體細胞基因組的不可逆性修飾，即在發育過程中分化了的細胞是否具有與受精卵相同的核等價性(nuclear equivalency)或基因組連續性，一直是發育生物學要解決的問題。早在30年代，著名的胚胎學家Spemann就已經提出「分化了的細胞核移人卵子中能否指導胚胎發育」這樣的設想。用兩棲類動物進行的一些克隆實驗表明，早期胚胎細胞核經移植可產生成熟的動物個體，而從蝌蚪及成體動物細胞中取出的細胞核經移植生成的克隆動物最晚只能發育至蝌蚪期。胚胎分割及胚胎細胞核移植克隆動物已在許多物種中獲得了成功。體細胞克隆綿羊、小鼠，牛及山羊的成功，證明高度分化的細胞核仍具有全能性。
【體細胞克隆羊及小鼠實驗成功分析】
克隆羊多利是世界上第一隻由成體細胞通過無性過程產生的哺乳動物。在多利誕生後的一年多時間里，全世界掀起了一股克隆熱，並引起了一些激烈的爭論和對多利身份的質疑。1998年7月出版的《自然》報道兩個獨立的研究小組分別對多利的血樣、供體母羊冷凍組織及其細胞培養物進行衛星DNA分析和DNA指紋分析，確認三者的一致性，證明多利確實是體細胞克隆動物。在同期《自然》上，美國夏威夷大學Wakayama等人報道，由小鼠卵丘細胞(cumulus cells)克隆了27隻存活小鼠，其中7隻是由克隆小鼠再次克隆的後代。
兩棲類和哺乳類核移植實驗發現，經核移植的卵母細胞不能正常發育的一個關鍵問題是供體核和受體卵母細胞之間的細胞周期的不相容性。Wilmut等的成功之處就在於他們找到了一種使供體核和受體卵母細胞更相容的方法。他們通過血清飢餓法使供體核細胞處於二倍體的Go期，這樣處理的供體核在DNA復制的時間上就與處於中期Ⅱ的受體卵母細胞同步。從建立正確的染色體倍性(ploidy)這個角度來看，供體核處於G1期也可以獲得克隆動物。穩定表達半乳糖苷酶一新黴素基因的胎兒成纖維細胞作核供體，獲得克隆牛證明了這一點。
人們一般認為，供體核和卵母細胞組成的重組胚胎的發育過程與正常狀況受精卵相仿。羊胚胎基因組的轉錄一直到8～16個細胞才開始，這種轉錄時間的差異在理論上將允許胚胎有充裕的時間對植入的成體羊細胞核進行重新編程，使其進入胚胎發育期。由於不同的物種胚胎轉錄的起始時間各異，所以克隆的難易也不同。以往的研究發現，在小鼠的克隆過程中，基因組很早就被激活，移植的細胞核沒有足夠的時間進行重新編程。因此，許多研究者tk)gd,鼠是最難克隆的動物之一。
Wakayama等人的工作改變了這種觀點。與Wilmut等的方法相比，Wakayama等採用了一種新的、相對簡單的克隆技術。多利是採用母羊的乳腺組織細胞經過「飢餓」培養，與去核的卵細胞進行電融合，促使融合細胞中遺傳物質的重編程(reprogramming)，然後逐步發育成胚胎。克隆小鼠採用核移植的方法，將自然狀態下處於G0期的卯丘細胞作核供體，直接注入去核的卵細胞。小鼠克隆過程中核移植後的重組胚胎放置O～6小時後再激活，也有異於Wilmut等用電刺激法同時融合重組胚胎和激活胚胎。多利的產生過程中遺傳物質的重編程和卵細胞的激活是電刺激法，而小鼠的克隆則採用在培養基中添加鍶離T-(Sr2+)和細胞鬆弛素B的化學方法激活重組胚胎。
【動物克隆技術的應用】
動物克隆近幾年取得的一些突破性進展，為動物發育過程中基因表達的調控及發育生物學、遺傳學等相關學科的發展必將產生深遠的影響。雖然目前這種方法尚不成熟，但它已顯示出誘人的應用前景。
動物克隆技術將首先應用於醫葯領域。利用體細胞供體經核移植生產轉基因動物，可望降低生產成本。到目前為止，產生轉基因動物的方法仍主要是1985年Hammer等建立的原核顯微注射法。但是，這種方法只能使大約5％的動物攜帶外源基因。外源基因整合入動物基因組是個隨機的過程，這導致外源基因在許
多轉基因動物系中的表達量不夠高，而且因整合進生殖細胞的機率低而難以遺傳給下一代。Schnieke等發現，利用體細胞克隆技術生產含人凝血因子IX的轉基因羊比原核顯微注射法要有效得多。其中，兩者最顯著的差異是體細胞克隆中的受體母羊全都攜帶外源基因，而原核顯微注射法會產生許多不帶外源基因的羊羔。這是由於，原核顯微注射法中所用胚胎在體外培養的時間較短，在此期間被檢測為陽性的轉基因可能會在以後的發育過程中丟失。用作核移植供體的細胞在體外培養的時間則較長，有較多的檢測機會。另外，顯微注射法制備的轉基因動物的性別只有等到動物出生後才能得知，而核移植可以通過鑒別核供體的核型而預先得知轉基因動物的性別，可選擇性地制備雌性的轉基因動物，有利於在母乳中表達外源基因。
克隆技術除了可以生產各種醫用人體蛋白外，對人類的細胞和組織治療也大有好處。利用克隆技術，可以用患者本人細胞培育出新組織，用來治療糖尿病、帕金森氏症、神經損傷等多種疾病。用這種方法培育出的組織具有與患者正常組織完全相同的基因構成，因此不會產生免疫排斥反應。但是這些都涉及到克隆人這個敏感話題，目前克隆人在許多國家是法律禁止的。隨著人類胚胎幹細胞培養技術的完善，目前已有兩家美國公司開始研究利用克隆技術培育人胚胎，希望大批量生產治療疾病的幹細胞。事實上，幾年前人們就曾把人胎兒神經組織用來治療帕金森氏症。考慮到倫理上的原因，人們也可以用克隆動物的胚胎幹細胞作異源移植，以解決人類移植器官供求矛盾。
動物克隆技術還有助於加速動物育種的進程。利用優良動物品種的體細胞作核供體克隆動物，可以避免自然條件下選種所受到的動物生育周期和生育效率的限制，從而大大縮短育種年限，提高育種效率。動物克隆技術用於拯救瀕危動物也受到廣泛的關注。中國科學院動物研究所陳大元研究員提出用動物克隆技術拯救大熊貓的計劃，在國內外均引起一定的反響。
【動物克隆技術的不足及未來發展方向】
動物克隆技術雖然取得了一定的進展，在生物醫葯領域也得NT初步應用。但是，該技術目前還很不完善。存活率低是當今核移植技術的最大缺陷。它突出表現為：孕期流產率高，圍產期死亡率高，新生兒體重較重及產生後對環境的適應性較差。以成體細胞核作核供體問題更為嚴重。最近，Shiels等報道克隆羊的端粒較同年羊短。Renard等報道，體細胞核移植可能影響克隆動物免疫系統的正常發育。他們用胚胎細胞克隆牛的耳細胞通過核移植克隆出一頭牛。牛犢看起來很健康，但出生一個半月後，它體內的淋巴細胞和紅血球急劇減少，不久就死於貧血。屍體解剖發現，該牛犢脾臟、胸腺和淋巴結等淋巴組織都沒有得到正常發育。
導致動物克隆存活率低和異常發育的原因很多，缺乏基礎理論支撐是其中之一。動物克隆技術的不斷完善，還需要分子遺傳學、細胞學、發育生物學等相關基礎學科的進一步研究和發展。迄今為止，人們雖然在動物克隆過程中已經積累了不少數據，但一些很基本的問題仍亟需解決。
基因組重新編程的機制尚不清楚。人們雖然觀測到核移植後細胞核的激活與早期胚胎原核發育類似，但較詳細的信息仍不甚明了。其中，成熟促進因子(maturation promoting factor，MPF)、核膜破裂(nuclear envelope breakdown，NEBD)和早熟染色體凝集(premature chromosome condensation，PCC)在基因組重編過程中的作用還需明確。
基因印記(imprinting)對核移植後基因組重新編程的影響。基因印記現象在哺乳動物的發育過程中普遍存在，它是指基因的表達與否取7央．於它們是在父源染色體上還是母源染色體上。有些基因印記只從母源染色體上表達，而有些則只從父源染色體上表達。基因印記與動物克隆技術的成功及不足有何關系值得深入研究。
動物克隆種屬及細胞差異的原因。克隆不同種屬的動物難易有別，其中的原因目前人們還不清楚。目前可以用作體細胞核移植核供體的細胞類型還較少。Wakayama等用處於Go／G1期的卵丘細胞克隆得到小鼠，而他們採用處於Go期的足細胞、神經細胞作核供體進行的克隆實驗均未獲得成活個體，這顯示核供體處於Go期並非保證胚胎發育的充分條件。Dominko等發現去核的牛卵細胞能使來自羊、猴、鼠、豬等不同種屬的細胞核激活，並在體外發育為相應的胚胎，但目前還沒有一個可繼續發育為完整的動物個體。如果這項工作能成功，將十分有利於瀕危動物的保護。
動物克隆技術條件的優化還沒有解決。如核供體和卵細胞的選材、核質比的選擇、重組胚胎的激活方式、是否需要作連續核移植等。
【談談動物克隆】
首先，何謂克隆。克隆是由klone一詞音譯過來的，又叫無性繁殖，也就是不需兩性配子結合即可產生後代的繁殖方式，與無性繁殖相對的則是有性繁殖，高等動物和我們人類的傳宗接代都屬於有性繁殖，是生物進化到高級階段的一種表現。讓我們用一個具體的例子說明什麼是無性繁殖?我們學校離江邊很近，如果您在江邊散步，會發現岸邊泥土中插著很多柳條，您隨意在那支柳條上折一截，再插在泥土裡，過不了多久，您扦插的柳條又可發芽並長成～棵小樹。這是一個非常典型的無性繁殖的例子。這樣的例子在我們身邊很多，《西遊記》中孫悟空抓幾根猴毛一吹，變成幾只小猴子，這也是克隆。
1997年英國羅斯林研究所的資深科學家IanWilmut及其合作者向全世界宣布他們成功地以分化的成年母羊乳腺細胞為核供體，克隆出一隻綿羊，取名多利(Dolly)這一研究結果推翻了長期以來一直認為分化的動物細胞不具備發育全能性的觀點。該研究成果被列入1997年世界十大研究成果之首。這里需要解釋的另一概念是細胞的全能性，簡單地說全能性就是一個細胞可發育成一個個體，植物細胞具有全能性是公認的，但植物細胞具有全能性也是有條件的，舉一個簡單的例子，我們可以從某一株植物的嫩芽組織培養出新的植株，但我們不能從枯死的葉子中培養出一個新的植株。
其次，介紹一下克隆的過程。克隆動物有提供核即遺傳物質的一方，稱核供體，此外還需來自母畜一方的卵母細胞，卵母細胞最外層是一圈在光學顯微鏡下呈透明狀的結構，稱透明帶，透明帶內層是一層很薄的膜，稱卵黃膜，卵黃膜內包著卵黃，卵黃是胚胎發育早期的營養物質，卵黃膜與透明帶之間有一定的空隙，稱卵周隙。克隆時可以將核供體置人卵周隙，也可將核供體直接置人細胞質內，即卵黃當中，之後採用電脈沖或化學物質刺激使核供體與卵母細胞融合，成為合子(Zygote)，隨即合子開始卵裂，一分為二，二分為四，當卵裂到一定程度，即當卵裂的細胞(卵裂球，Blastermere)達到一定數目後，卵裂球中間形成一個空腔，這時候的胚胎被稱之為囊胚(Blastocyst)，之後囊胚將被送人代孕母畜的子宮，一直到出生，這樣出生的動物即克隆動物。這中間的問題是成功率非常低，就拿「多利」來說，當時科學家將277個經過上述過程獲得的克隆胚胎送入代孕母羊的子宮，只得到一隻「多利」，大家可以算一算成功的概率是多少。
第三，克隆動物的意義。「多利」的問世在世界范圍內引起很大的震動；這項研究成果不僅在理論上具有重大突破，而且有非常廣闊的應用前景，突出地表現在拯救瀕危動物品種，甚至可以使一些滅絕的動物再世。舉個例子來說，我們國家的大熊貓近年來由於植被被破壞，數目銳減，以至成為一種瀕危動物。我國科學家從大熊貓身上獲取細胞，並與兔卵母細胞融合，融合胚胎在體外發育到囊胚，值得一提的是，大熊貓的體重雖說是兔子體重的上百倍，但剛出生的大熊貓與剛出生的兔子體重十分接近，這種克隆與上面所介紹的克隆有所不同，這種克隆被稱之為異種克隆。通過這種克隆生出的大熊貓是什麼樣子，現在尚無法估計，可以確定的是和正常出生的大熊貓會有所不同，因為兔子卯母細胞的細胞質中含有大量的線粒體，線粒體中的基因是編碼蛋白質的，這些基因極有可能影響到大熊貓的毛色，也就是說通過這種方法出生的大熊貓可能是灰色的。
最後談談克隆動物出現的問題。2003年2月14日世界首例體細胞克隆綿羊壽終正寢，帶給人類很多思考，這只羊僅活了6歲，而正常羊的壽命應為12～13歲。這只羊是從一隻6歲母羊的乳腺細胞中克隆出來的，問題的焦點就在於克隆出來的個體不僅繼承了原來的性狀，也繼承了原來的年齡。如果這一結論成立，這就大大地削弱克隆技術的應用價值。不久前許多媒體報道首例克隆人在以色列出生，如果上述結論成立，則可以得出這樣一個結論，那就是出生的嬰兒無論得到多麼無微不至的照顧也將是短命的?研究者發現克隆綿羊染色體的端粒比正常羊短20％，而眾所周知端粒是決定動物一生中細胞分裂次數的主要因素。
【動物基因工程良種與克隆技術】
(1)動物轉基因育種技術。
自從1982年美國科學家Palmiter等將大鼠生長激素基因用微注射(microin—jection)方法轉移到小鼠的卵原核(pronuclei)，獲得了個體比普通小鼠大一倍多的超級鼠(Supermouse)~，充分揭示了基因轉移技術運用於畜禽和魚類育種工作的巨大潛力。由此，該技術得到了世界各國的高度重視，並激發人們把目標轉向家畜、家禽和魚類的轉基因研究，並成功獲得了轉基因豬、牛、羊、雞、兔和魚等的「超級動物」。
(2)動物克隆技術。
動物克隆技術包括動物胚胎細胞克隆技術和動物體細胞克隆技術。就目前研究水平而言，兩者成功機率相差很大，利用胚胎細胞克隆可能要比體細胞克隆容易一些。截至目前，全世界應用胚胎細胞克隆技術幾乎成功地克隆了所有家畜，並獲得了後代，而用體細胞克隆成功的報道只有羊、猴數例。從生產利用角度看，雖然運用胚胎細胞克隆與體細胞克隆技術在創造動物新品種方面都具有廣闊的前景，但當前動物胚胎細胞克隆技術比較成熟，應用於畜牧業生產由一枚優良畜種胚胎重組數以千計的同基因優良種畜，在實現動物無性繁殖和胚胎生產工廠化方面具有極為重要的應用價值。
【世界首匹克隆馬誕生，母馬生下「自己」】
義大利克雷莫納市繁殖技術與家畜飼養實驗室6日證實，世界上第一匹克隆馬已於今年5月28日在義大利誕生，這也是世界上首例哺乳動物生下它自己的克隆體。
實驗室的克隆馬科研小組負責人切薩雷·加利教授接受新華社記者電話采訪時說，他的研究小組克隆出的雌性小馬被取名為「普羅梅泰亞」。這匹小馬自然順產，出生時體重36公斤，屬正常范圍。加利說，母馬和小馬身體狀況都很好，尤其是小馬活潑健壯，喜好運動，平時喝母奶或吃乾草飼料，現在其體重已經增至約100公斤。據介紹，克隆馬計劃從去年初開始進行，前後共耗資15萬歐元。7日出版的英國《自然》雜志還將詳細介紹這一成果。
加利是義大利知名的動物克隆專家。他曾在1999年9月克隆出公牛「加俐略」，此前還在1996年參與培育了世界上第一隻體細胞克隆動物——克隆羊「多利」。在這次研究中，他們採用了母馬的表皮細胞，將其細胞核注入除去細胞核的卵細胞內。研究人員總共用了800多個卵細胞，其中有22個發育成7天大的胚胎，但最後只有「普羅梅泰亞」成功誕生。
檢測表明，小馬「普羅梅泰亞」的DNA與其生母幾乎完全相同。加利進一步解釋說，用於克隆小馬、培植胚胎的表皮細胞就是由生下小馬的母馬提供的，是世界上首次由哺乳動物生下它自己的克隆體。也就是說，「普羅梅泰亞」相當於它生母的同卵雙胞胎。
加利說，與以前使用過的克隆方法相比，這次在克隆馬過程中所採用的方法更容易、更實用。科研人員希望利用新技術克隆出的動物能夠對瘋牛病等具有免疫力，還希望這項研究能幫助人們克隆賽馬和其他良種馬。
曾於2001年在世界上首次克隆出瀕危野生動物歐洲盤羊的義大利科學家帕斯誇利里諾·洛伊說，克隆小馬的誕生在國際上是一項「了不起的成就」，在研究中所應用的技術將有助於挽救瀕臨滅絕的稀有馬種。義大利衛生部長傑羅拉莫·西爾基也說，這是義大利科學界「一個巨大的成功」。
⑶ 李世傑的主持課題
1、轉基因生物新品種培育重大專項課題「高通量基因克隆技術體系的研究」 子課題（2011-2015，項目編號2011ZX08009-002）」
2、國家自然科學基金「體細胞克隆牛Dlk1-Gtl2印記區域表觀遺傳重編程的研究」 （2010-2012 ，項目編號30972098）
3、農業部轉基因重大專項「慢病毒介導及基因敲出動物轉基因關鍵技術研究」子課題（2009-2011，項目編號2009ZX0801024B）
4、863項目「家畜卵泡高效誘導發育技術研究與應用」子課題（2008-2010，項目編號2008AA101003）
5、河北省自然科學基金項目「H19基因在正常繁殖牛以及體外受精牛中的印記狀態分析」（2006-2008，項目編號C2006001032）
⑷ 小學五年級的克隆資料
什麼是克隆
克隆是英語單詞clone的音譯，clone源於希臘文klon，原意是指幼苗或嫩枝，以無性繁殖或營養繁殖的方式培育植物，如桿插和嫁接。
如今，克隆是指生物體通過體細胞進行的無性繁殖，以及由無性繁殖形成的基因型完全相同的後代個體組成的種群。克隆也可以理解為復制、拷貝，就是從原型中產生出同樣的復製品，它的外表及遺傳基因與原型完全相同。
1997年 2月，綿羊「多利」誕生的消息披露，立即引起全世界的關注，這頭由英國生物學家通過克隆技術培育的克隆綿羊，意味著人類可以利用動物身上的一個體細胞，產生出與這個動物完全相同的生命體，打破了千古不變的自然規律。
如何評價克隆技術？
無論「雷里安」如何狡辯、美化自己的行為，世界許多著名科學家的看法十分相近：「雷里安」進行克隆人實驗沒有任何科學目的，一句話，並非為了科學進步。
不少科學家認為，在評論克隆人這個事件時，重要的是應該先弄清楚：人類到底需不需要克隆人？
莫斯科謝琴諾夫醫學院遺傳學教研室阿利?阿薩諾夫教授評論道，技術和工藝方面的可能性大大超過了我們對「人類需要什麼」的理解。
克隆人贊同者的論據是，該技術能夠幫助不孕者擁有自己的後代。
實際上，這個要求可以通過其它更安全更有效的途徑來滿足。因此可以斷定，利用克隆技術進行傳宗接代只是借口，克隆人實驗背後隱藏著非科學的商業目的。
阿薩諾夫教授認為，眼下，克隆人沒有任何前景，也沒有任何意義。值得指出的是，現在沒有人能夠預言克隆人會產生什麼後果，因此現在進行克隆人實驗是不道德的。
修理病變器官是克隆的未來
阿薩諾夫教授說，俄羅斯科學界堅信，克隆技術的未來應該是在內科療法中的應用，即「內科療法克隆」。不過，現存的問題是，該術語在表達上還極其不準確。
從本質上講，「內科療法克隆」是建立移植細胞材料的方法，在意義上與現在所指的克隆沒有共同之處，它是一種能夠培養健康器官的細胞工藝技術，利用該技術可以部分或全部替換病變器官。
根據阿薩諾夫教授的解釋，現在科學家剛剛觸及到人體體內所發生的內部過程這個問題，只略知皮毛。科學家前不久解讀了人類基因圖譜，但還不能很好地應用所得到的知識來揭開人體奧秘。為此，科學家還要進行若干年的深入研究，才能完善並掌握克隆技術。
現在的克隆，百分之九十九將是醜八怪
阿薩諾夫教授說，俄羅斯科學家已經不止一次發出警告，克隆試驗所得的產物99％是醜八怪。
他們的例證為：著名的克隆羊多利是經過300次失敗後才獲得的。遺憾的是，多利並不是一隻健康的小羊，它患有關節炎等疾病，而且出現早衰病徵。另外，在其它所有克隆動物身上都發現了各種發育畸形。包括阿薩諾夫教授在內的俄羅斯科學家認為，在這種情況下進行克隆人實驗，至少是一種極不負責任的做法。克隆人的一生將是一場噩夢，到30歲時，他們將成為蒼老之人。
什麼東西可以科隆
應該說有生命的都可以克隆
現在已經克隆什麼
蛙: 1962年，未成功
鯉魚: 1963年，中國科學家童第周早在1963年就通過將一隻雄性鯉魚DNA插入來自雌性鯉魚的卵成功克隆了一隻雌性鯉魚，比多利羊的克隆早了33年。但由於相關論文是發表在一本中文科學期刊，並沒有翻譯成英文，所以並不為國際上所知曉。（源自：PBS)
綿羊: 1996年，多利（Dolly）
獼猴: 2000年1月，Tetra，雌性
豬: 2000年3月，5隻蘇格蘭PPL小豬；8月，Xena，雌性
牛: 2001年，Alpha和Beta，雄性
貓: 2001年底，CopyCat（CC），雌性
小鼠: 2002年
兔: 2003年3-4月分別在法國和朝鮮獨立地實現；
騾: 2003年5月，愛達荷Gem，雄性；6月，猶他先鋒，雄性
鹿: 2003年，Dewey
馬: 2003年，Prometea，雌性
狗: 2005年，韓國首爾大學實驗隊，史納比
盡管克隆研究取得了很大進展，目前克隆的成功率還是相當低的：多利出生之前研究人員經歷了276次失敗的嘗試；70隻小牛的出生則是在9000次嘗試後才獲得成功，並且其中的三分之一在幼年時就死了；Prometea 也是花費了328次嘗試才成功出生。 而對於某些物種，例如貓和猩猩，目前還沒有成功克隆的報道。而狗的克隆實驗，也是經過數百次反覆試驗再得來的成果。
多利出生後的年齡檢測表明其出生的時候就上了年紀。她6歲的時候就得了一般老年時才得的關節炎。這樣的衰老被認為是端粒的磨損造成的。端粒是染色體位於末端的。隨著細胞分裂，端粒在復制過程中不斷磨損，這通常認為是衰老的一個原因。然而，研究人員在克隆成功牛後卻發現它們實際上更年輕。分析它們的端粒表明它們不僅是回到了出生的長度，而且比一般出生時候的端粒更長。這意味著它們可以比一般的牛有更長的壽命，但是由於過度生長，它們中的很多都過早夭折了。研究人員相信相關的研究最終可以用來改變人類的壽命。
克隆人
由於倫理和現實上可能的後果，克隆人一直是一個充滿爭議的話題。許多人認為克隆人的嘗試是不道德的，但有些科學家公開宣稱嘗試克隆人。一些團體聲稱他們正在進行克隆人研究或者已經克隆出了人，但是沒有獨立的消息來源證實。
⑸ 核移植的實際應用
美國器官移植專家
細胞治療 定義細胞移植可以治療由於細胞功能缺陷所引起的各種疾病，如糖尿病；中樞神經系統疾病（帕金森，阿爾莫茨症）；肝功能衰竭；甲狀腺疾病。
異種器官移植
治療性克隆是利用核移植技術將病人的體細胞核移植到去核的卵母細胞中，使其重編程並發育成囊胚，然後再用胚胎幹細胞分離技術從克隆囊胚的ICM分離出多能胚胎幹細胞（ES）。這種幹細胞在遺傳學上和病人完全一致，再定向誘導其分化成病人所需要的體細胞進行移植，以取代和修復患者已喪失功能的細胞、組織或器官，而達到完全治癒。治療性克隆不僅解決移植物與受者間的免疫排斥反應問題，而且可以解決移植物的來源問題。
核移植科普圖
1997年底，英國Roslin研究所和PPL公司通過克隆轉基因體細胞，獲得了6隻整合neo或neo和F2IX基因綿羊，這標志著核移植介導的轉基因技術成功問世。2000年，英國PPL公司將人AAT基因定點整合到胎兒成纖維細胞的α1原膠原（Procollagen）基因座位，而後用轉基因細胞進行核移植，生產出世界首例基因打靶綿羊，其乳中AAT蛋白含量達到了650mg/L，遠高顯微注射法18mg/L的水平。2004年，台灣培育帶有治療血友病的「第八凝血因子」的體細胞克隆羊。2005年，這只克隆羊產下一隻同樣帶有第八凝血因子的公羊。雖然核移植技術有著廣闊的應用前景，並且已取得了一些進展如體細胞核移植等，但也存在著一些問題。主要包括核移植效率低，動物畸形。這要求研究人員進一步了解核質作用機理，改進培養方式。
到2007年為止，雖然核移植技術的發展較快，然而該技術還存在許多問題，如核移植成功率普遍比較低、重構胚的發育率低、畸形胚的比率高。體外培養的時間過長或培養液的成份可能導致移植胚的流產以及出生後的仔畜很快死亡。基因重組編程的機制尚不清楚，其中MPF、NEBD（核膜破裂）和PCC在基因組重編過程的作用還需闡明。基因印記對核移植重新編程的影響以及基因印記與動物克隆技術的成功及不足有何關系，還不清楚。
2001年我國科學家將牛耳細胞克隆的胚胎移入135頭牛體內，每頭牛移植了兩枚克隆胚胎。從2002年1月8日起，陸續獲取了14頭克隆牛犢。至2003年11月，這批被克隆的牛，存活的只有5頭。
體細胞核移植技術在畜牧業、醫葯衛生，以及其它領域擁有著廣泛的應用前景。
⑹ 速度,我要克隆資料,要的就是你的速度.
胚胎發育過程是核質之間、細胞與細胞及細胞與胞外基質按嚴格的時空秩序相互作用的結果。從全能或多能胚胎幹細胞分化為具有獨特功能的體細胞，完全取決於基因在時間與地點上的選擇性表達。對細胞分化和發育來說，最重要的不是個別基因的表達，而是整個基因網路在時間和空間上的緊密聯系和配合。組成包括人體在內的高等動物機體的億萬個細胞，都是由一個受精卵發育而來的。像胚胎幹細胞一樣，分化了的體細胞仍然具有一整套完整的遺傳信息。過去人們認為，細胞的分化程度越高，它指導早期胚胎發育成新個體的能力就越低，高度分化的體細胞甚至完全不具備這種能力。近幾年體細胞動物克隆技術上取得的突破，不僅給人們的觀念帶來了很大的改變，而且由於它所蘊藏的商業和社會價值，在全世界引起了轟動。
克隆技術在現代生物學中被稱為「生物放大技術」，它已經歷了三個發展時期：第一個時期是微生物克隆，即用一個細菌很快復制出成千上萬個和它一模一樣的細菌，而變成一個細菌群；第二個時期是生物技術克隆，比如用遺傳基因――DNA克隆；第三個時期是動物克隆，即由一個細胞克隆成一個動物。克隆綿羊「多利」由一頭母羊的體細胞克隆而來，使用的便是動物克隆技術。
在自然界，有不少植物具有先天的克隆本能，如番薯、馬鈴薯、玫瑰等的插枝繁殖的植物。而動物的克隆技術，則經歷了由胚胎細胞到體細胞的發展過程
1. 人類進行克隆的歷史
公元前5000年·穀物選種
人類祖先發現，最茁壯的植株的種子培植出的穀物也更優良。這是人類開始按照人的意圖控制生命的開端，這也是克隆技術最終目標的最初體現。
1952年·克隆蝌蚪
小小的蝌蚪改寫了生物技術發展史，成為世界上第一種被克隆的動物。美國科學家羅伯特·布里格斯和托瑪斯·金用一隻蝌蚪的細胞創造了與原版完全一樣的復製品。
1972年·基因復制
克隆技術精細到以單個基因復制為單位。科學家將某種特定基因單離出來，將它與某有機體(最初是一種酵母)結合，有機體將新基因融入自己的DNA結構後再繁殖，產生出理想基因的復製品。
1978年·第一例試管嬰兒出生
整個世界吵嚷著想要目睹人類第一個體外受精嬰兒路易斯的「廬山真面目」。英國醫生用丈夫的精子在一個試管內使卵子受精，然後將胚胎植入健康母親的子宮內。
1997年·多利，你好！
1996年，世界第一例從成年動物細胞克隆出的哺乳動物綿羊多利誕生。這個秘密直到1997年2月才向世人公布。蘇格蘭胚胎學家伊恩·威爾姆特和同事用一隻成年母羊乳房內取出的細胞克隆出多利。
1998年·克隆批量化
美國夏威夷大學的科學家用成年細胞克隆出50多隻老鼠，並接著培育出3代遺傳特徵完全一致的實驗鼠。與此同時，其它幾個私立研究機構也用不同的方法成功克隆出小牛。其中最引人注目的是，日本人用一個成年母牛的細胞培育出8隻遺傳特徵完全一樣的小牛，成功率高達80%。
2000年·人類近親被克隆
美國俄勒岡的研究者用與克隆多利羊截然不同的方法克隆出猴子，科學家將一個僅包含8個細胞的早期胚胎分裂為4份，再將它們分別培育出新胚胎，惟一成活的只有Tetra。與多利不同的是，tetra既有母親也有父親，但它只是人工4胞胎中的一個。此外，幫助培育出多利羊的生物技術公司宣布克隆出5隻小豬仔。該公司宣稱，克隆豬終將成為人類移植器官的「加工廠」。
2001年·克隆人？
3月，美國生殖科學家帕納伊奧提斯·扎沃斯和一個國際研究小組宣布，數百對夫婦已自願報名參加培育克隆嬰孩的實驗。該小組宣稱最早至2003年便可幫助不孕夫婦培育克隆嬰兒。1月，英國成為全球第一個有效地使克隆人類胚胎合法化的國家。政府通過一項富爭議性的法案，目的在於允許對人類胚胎內的根細胞進行科學實驗。該法案要求克隆體必須在誕生後14日內被毀滅。培育克隆嬰兒仍屬非法行
2. 動物克隆的理論基礎
在許多人眼裡，體細胞克隆羊多莉 (Dolly) 的誕生是克隆技術的開始。其實不然。「克隆 (clone)」一詞來源於希臘語，原意是用於扦插的枝條，也就是指無性繁殖。克隆在植物界的應用已有上千年的歷史，理論上的突破則是本世紀的事。1902 年德國植物學家 Haberlandt指出，植物的體細胞具有母體全部的遺傳信息，並具有發育成為完整個體的潛能，因而每個植物細胞都可像胚胎細胞那樣，經離體培養再生成為完整植株。這就是所謂的細胞全能性。許多科學家為證實植物細胞的全能性作出了不懈的努力。1958 年，Steward成功地將一個胡蘿卜細胞試管培養，長成了一株具有根、莖、葉等器官的完整植株。1964年Guha 和 Maheshwari利用毛葉曼陀羅的花葯培育出單倍體植株。這樣，植物細胞全能性獲得了充分的論證。建立在此基礎上的組織培養技術也得到迅速發展。
與植物細胞不同，在動物發育過程中分化了的細胞不能再產生完整的充分分化的個體。然而，動物胚胎的生長、分化和發育是否造成體細胞基因組的不可逆性修飾，即在發育過程中分化了的細胞是否具有與受精卵相同的核等價性 (nuclear equivalency) 或基因組連續性，一直是發育生物學要解決的問題。早在30 年代，著名的胚胎學家 Spemann 就已經提出「分化了的細胞核移入卵子中能否指導胚胎發育」這樣的設想。用兩棲類動物進行的一些克隆實驗表明，早期胚胎細胞核經移植可產生成熟的動物個體，而從蝌蚪及成體動物細胞中取出的細胞核經移植生成的克隆動物最晚只能發育至蝌蚪期。胚胎分割及胚胎細胞核移植克隆動物已在許多物種中獲得了成功。體細胞克隆綿羊、小鼠、牛 及山羊的成功，證明高度分化的細胞核仍具有全能性。
3. 體細胞克隆羊及小鼠實驗成功分析
克隆羊Dolly 是世界上第一隻由成體細胞通過無性過程產生的哺乳動物。
1996年7月里的一天，對英國愛丁堡羅斯林（Roslin）研究所由伊恩·維爾穆特（I. Wilmut）領導的科學研究小組全體成員來講，是一個令人激動的日子。對全世界來說，也是值得慶賀的一天。因為在這一天，一隻妊娠了148天，體重為6.6千克, 編號為6LL3的小羊來到了這個世界。這只羊的身世與眾不同，它既無父親，又無母親，它是科學家們用克隆技術復制出來的一隻小綿羊。經過幾個月的精心呵護，這隻身世不凡的小綿羊茁壯成長，並獲得了一個動聽的名字——多莉（Dolly）。
1997年2月23日，伊恩. 維爾穆特科學研究小組向全世界宣布了他們的研究結果，英國的「自然」雜志（Nature）於1997年2月27日全文刊登了他們的實驗結果。這一消息立刻轟動了全世界。各國的報刊，電台，電視台等媒體對此結果紛紛進行了報道和評述。科學家和大學教授也紛紛被邀請到各種媒體講解，評論「多莉」的身世和它的出生對科學研究、經濟發展和社會進步的影響。許多國家的政府官員也紛紛發表講話，明令不準將「多莉」克隆技術用於人類。由於各種媒體的大量傳播，一個新的名詞已為廣大民眾所逐漸知曉的「克隆」。
早在20世紀50年代，美國的科學家以兩棲動物和魚類作研究對象，首創了細胞核移植技術。1986年，英國科學家魏拉德森用胚胎細胞克隆出一隻羊，以後又有人相繼克隆出牛、鼠、兔、猴等動物。這些克隆動物的誕生，均是利用胚胎細胞作為供體細胞進行細胞核移植而獲得成功的。
而克隆綿羊「多利」是用乳腺上皮細胞（體細胞）作為供體細胞進行細胞核移植的，它翻開了生物克隆史上嶄新的一頁，突破了利用胚胎細胞進行核移植的傳統方式，使克隆技術有了長足的進展。
克隆綿羊「多利」沒有父親，多莉」的產生與三隻母羊有關；一隻是懷孕三個月的芬蘭多塞特母綿羊，兩只是蘇格蘭黑面母綿羊。芬蘭多塞特母綿羊提供了全套遺傳信息，即提供了細胞核（稱之為供體）；一隻蘇格蘭黑面母綿羊提供無細胞核的卵細胞；另一隻蘇格蘭黑面母綿羊提供羊胚胎的發育環境—子宮，是「多莉」羊的「生」母。其整個克隆過程簡述如下：
1、從芬蘭多塞特母綿羊的乳腺中取出乳腺細胞，將其放入低濃度的營養培養液中，細胞逐漸停止了分裂，此細胞稱之為供體細胞；
2、從一頭蘇格蘭黑面母綿羊的卵巢中取出未受精的卵細胞，並立即將其細胞核除去，留下一個無核的卵細胞，此細胞稱之為受體細胞；
3、利用電脈沖的方法，使供體細胞和受體細胞發生融合，最後形成了融合細胞，由於電脈沖還可以產生類似於自然受精過程中的一系列反應，使融合細胞也能象受精卵一樣進行細胞分裂、分化，從而形成胚胎細胞；
4、將胚胎細胞轉移到另一隻蘇格蘭黑面母綿羊的子宮內，胚胎細胞進一步分化和發育，最後形成一隻小綿羊。
出生的「多莉」小綿羊與多塞特母綿羊具有完全相同的外貌。「多莉」出生後生長正常，並於1997年底與一頭威爾士高山羊自然交配懷孕。在1998年4月13日凌晨4時生下了一隻雌性的體重為2.7千克的小羊羔，取名為「邦妮（Bonnie）」。這說明生世不凡的「多莉」具有正常的生育能力。隨著「多莉」的誕生，不同的實驗室也宣稱成功地克隆出了豬、猴和牛等，他們所用的生物材料也都是體細胞。
無性繁殖現象在低等植物中是存在的，而按照哺乳動物界的規律，動物的繁衍要由兩性生殖細胞來完成，由於父體和母體的遺傳物質在後代體內各佔一半，因此後代絕對不是父母的復製品。而克隆綿羊的誕生，意味著人類可以利用哺乳動物的一個細胞大量生產出完全相同的生命體，完全打破了亘古不變的自然規律。這是生物工程技術發展史中的一個里程碑，也是人類歷史上的一項重大科學突破。
在Dolly 誕生後的一年多時間里，全世界掀起了一股克隆熱，並引起了一些激烈的爭論和對Dolly身份的質疑。1998 年7 月出版的《Nature》報道兩個獨立的研究小組分別對Dolly 的血樣、供體母羊冷凍組織及其細胞培養物進行衛星DNA 分析和DNA指紋分析，確認三者的一致性，證明Dolly 確實是體細胞克隆動物。在同期《Nature》上，美國夏威夷大學Wakayama 等人報道，由小鼠卵丘細胞 (cumulus cells) 克隆了27 只存活小鼠，其中7隻是由克隆小鼠再次克隆的後代。
兩棲類和哺乳類核移植實驗發現，經核移植的卵母細胞不能正常發育的一個關鍵問題是供體核和受體卵母細胞之間的細胞周期不相容性。Wilmut 等的成功之處就在於他們找到了一種使供體核和受體卵母細胞更相容的方法。他們通過血清飢餓法使供體核細胞處於二倍體的G0 期，這樣處理的供體核在DNA復制的時間上就與處於中期II的受體卵母細胞同步。從建立正確的染色體倍性 (ploidy) 這個角度來看，供體核處於G1 期也可以獲得克隆動物。穩定表達b -半乳糖苷酶-新黴素基因的胎兒成纖維細胞作核供體，獲得克隆牛證明了這一點。
人們一般認為，供體核和卵母細胞組成的重組胚胎的發育過程與正常狀況受精卵相仿。 羊胚胎基因組的轉錄一直到8～16個細胞才開始，這種轉錄時間的差異在理論上將允許胚胎有充裕的時間對植入的成體羊細胞核進行重新編程，使其進入胚胎發育期。由於不同的物種胚胎轉錄的起始時間各異，所以克隆的難易也不同。以往的研究發現，在小鼠的克隆過程中，基因組很早就被激活，移植的細胞核沒有足夠的時間進行重新編程。因此，許多研究者認為小鼠是最難克隆的動物之一。
Wakayama 等人的工作改變了這種觀點。與Wilmut 等的方法相比，Wakayama 等採用了一種新的、相對簡單的克隆技術。Dolly 是採用母羊的乳腺組織細胞經過「飢餓「 培養，與去核的卵細胞進行電融合，促使融合細胞中遺傳物質的重編程 (reprogramming), 然後逐步發育成胚胎。克隆小鼠採用核移植的方法，將自然狀態下處於G0 期的卵丘細胞作核供體，直接注入去核的卵細胞。小鼠克隆過程中核移植後的重組胚胎放置0～6 小時後再激活，也有異於Wilmut 等用電刺激法同時融合重組胚胎和激活胚胎。Dolly 的產生過程中遺傳物質的重編程和卵細胞的激活是電刺激法，而小鼠的克隆則採用在培養基中添加鍶離子 (Sr2+) 和細胞鬆弛素B 的化學方法激活重組胚胎。
4. 動物克隆技術的應用
動物克隆近幾年取得的一些突破性進展，為動物發育過程中基因表達的調控及發育生物學、遺傳學等相關學科的發展必將產生深遠的影響。雖然目前這種方法尚不成熟，但它已顯示出誘人的應用前景。
動物克隆技術將首先應用於醫葯領域。利用體細胞供體經核移植生產轉基因動物，可望降低生產成本。到目前為止，產生轉基因動物的方法仍主要是1985 年Hammer 等建立的原核顯微注射法。但是，這種方法只能使大約5％的動物攜帶外源基因。外源基因整合入動物基因組是個隨機的過程，這導致外源基因在許多轉基因動物系中的表達量不夠高，而且因整合進生殖細胞的機率低而難以遺傳給下一代。Schnieke 等發現，利用體細胞克隆技術生產含人凝血因子 IX 的轉基因羊比原核顯微注射法要有效得多[8]。其中，兩者最顯著的差異是體細胞克隆中的受體母羊全都攜帶外源基因，而原核顯微注射法會產生許多不帶外源基因的羊羔。這是由於，原核微注射法中所用胚胎在體外培養的時間較短，在此期間被檢測為陽性的轉基因可能會在以後的發育過程中丟失。用作核移植供體的細胞在體外培養的時間則較長，有較多的檢測機會。另外，顯微注射法制備的轉基因動物的性別只有等到動物出生後才能得知, 而核移植可以通過鑒別核供體的核型而預先得知轉基因動物的性別，可選擇性地制備雌性的轉基因動物, 有利於在母乳中表達外源基因。
克隆技術除了可以生產各種醫用人體蛋白外，對人類的細胞和組織治療也大有好處。利用克隆技術，可以用患者本人細胞培育出新組織，用來治療糖尿病、帕金森氏症、神經損傷等多種疾病。用這種方法培育出的組織具有與患者正常組織完全相同的基因構成，因此不會產生免疫排斥反應。但是這些都涉及到克隆人這個敏感話題，目前克隆人在許多國家是法律禁止的。隨著人類胚胎幹細胞培養技術的完善，目前已有兩家美國公司開始研究利用克隆技術培育人胚胎，希望大批量生產治療疾病的幹細胞。事實上，幾年前人們就曾把人胎兒神經組織用來治療帕金森氏症。考慮到倫理上的原因，人們也可以用克隆動物的胚胎幹細胞作異源移植，以解決人類移植器官供求矛盾。
動物克隆技術還有助於加速動物育種的進程。利用優良動物品種的體細胞作核供體克隆動物，可以避免自然條件下選種所受到的動物生育周期和生育效率的限制，從而大大縮短育種年限，提高育種效率。動物克隆技術用於拯救瀕危動物也受到廣泛的關注。中國科學院動物研究所陳大元研究員提出用動物克隆技術拯救大熊貓的計劃，在國內外均引起一定的反響。
5. 動物克隆技術的不足及未來發展方向
動物克隆技術雖然取得了一定的進展，在生物醫葯領域也得到了初步應用。但是，該技術目前還很不完善。存活率低是當今核移植技術的最大缺陷。它突出表現為：孕期流產率高，圍產期死亡率高，新生兒體重較重及產生後對環境的適應性較差。以成體細胞核作核供體問題更為嚴重。最近，Shiels 等報道克隆羊的端粒較同年羊短。
Renard 等報道，體細胞核移植可能影響克隆動物免疫系統的正常發育。他們用胚胎細胞克隆牛的耳細胞通過核移植克隆出一頭牛。牛犢看起來很健康，但出生一個半月後，它體內的淋巴細胞和紅血球急劇減少，不久就死於貧血。屍體解剖發現，該牛犢脾臟、胸腺和淋巴結等淋巴組織都沒有得到正常發育。
導致動物克隆存活率低和異常發育的原因很多，缺乏基礎理論支撐是其中之一。動物克隆技術的不斷完善，還需要分子遺傳學、細胞學、發育生物學等相關基礎學科的進一步研究和發展。迄今為止，人們雖然在動物克隆過程中已經積累了不少數據，但一些很基本的問題仍亟需解決。
基因組重新編程的機制尚不清楚。人們雖然觀測到核移植後細胞核的激活與早期胚胎原核發育類似，但較詳細的信息仍不甚明了。其中，成熟促進因子(maturation promoting factor，MPF)、核膜破裂(nuclear envelope breakdown，NEBD) 和早熟染色體凝集 (premature chromosome condensation, PCC) 在基因組重編過程中的作用還需明確。
基因印記 (imprinting) 對核移植後基因組重新編程的影響。基因印記現象在哺乳動物的發育過程中普遍存在，它是指基因的表達與否取決於它們是在父源染色體上還是母源染色體上。有些印記基因只從母源染色體上表達，而有些則只從父源染色體上表達。基因印記與動物克隆技術的成功及不足有何關系值得深入研究。
動物克隆種屬及細胞差異的原因。克隆不同種屬的動物難易有別，其中的原因目前人們還不清楚。目前可以用作體細胞核移植核供體的細胞類型還較少。Wakayama 等用處於 G0/G1期的卵丘細胞克隆得到小鼠，而他們採用處於G0 期的足細胞 、神經細胞作核供體進行的克隆實驗均未獲得成活個體，這顯示供體核處於G0 期並非保證胚胎發育的充分條件。Dominko等發現去核的牛卵細胞能使來自羊、猴、鼠、豬等不同種屬的細胞核激活，並在體外發育為相應的胚胎，但目前還沒有一個可繼續發育為完整的動物個體。如果這項工作能成功，將十分有利於瀕危動物的保護。
動物克隆技術條件的優化還沒有解決。如核供體和卵細胞的選材、核質比的選擇、重組胚胎的激活方式、是否需要作連續核移植等。
克隆技術被譽為「一座挖掘不盡的金礦」，它在生產實踐上具有重要的意義，潛在的經濟價值十分巨大。首先，在動物雜種優勢利用方面，較常規方法而言，哺乳動物克隆技術費時少、選育的種畜性狀穩定；其次，克隆技術在搶救瀕危珍稀物種、保護生物多樣性方面可發揮重要作用，即使在自然交配成功率很低的情況下，科研人員也可以從瀕危珍稀動物個體身上選擇適當的體細胞進行無性繁殖，達到有效保護這些物種的目的。
動物克隆技術的重大突破，也帶來了廣泛的爭議。克隆技術對人類來說，是一把「雙刃劍」。一方面，它能給人類帶來許多益處――諸如保持優良品種、挽救瀕危動物、利用克隆動物相同的基因背景進行生物醫學研究等；另一方面，它將對生物多樣性提出挑戰――生物多樣性是自然進化的結果，也是進化的動力，有性繁殖是形成生物多樣性的重要基礎，而「克隆動物」則會導致生物品系減少，個體生存能力下降。
更讓人不寒而慄的是，克隆技術一旦被濫用於克隆人類自身，將不可避免地失去控制，帶來空前的生態混亂，並引發一系列嚴重的倫理道德沖突。世界各國政府和科學界已對此高度關注，採取立法等措施明令禁止用克隆技術製造「克隆人」，以保證克隆只用於造福人類，而絕非復制人類。
綜上所述，動物克隆研究已在理論基礎、技術優化及實際應用等方面取得很大的進展。但該技術目前還很不完善，相關理論研究還很薄弱，人們要提高動物克隆的成功率還需不懈的努力。另外，克隆動物與正常胚胎的發育有何異同，也值得深入研究。這些問題的解決，將有助於加深人們對動物胚胎發育過程中分子機制的認識。
⑺ 簡化甲基化測序和甲基化測序的區別
什麼是DNA甲基化？
簡單來說，DNA甲基化就是在DNA甲基化轉移酶(DNMT)的作用下將甲基選擇性地添加到胞嘧啶上形成5′-甲基胞嘧啶的過程。DNA甲基化是最早發現的基因表觀修飾方式之一，在維持正常細胞功能、遺傳印記、胚胎發育和腫瘤發生發展中起著重要作用，是目前及未來很長一段時間的研究熱點之一。
DNA甲基化測序
隨著高通量測序技術的發展，我們能夠從全基因組水平來分析5』-甲基胞嘧啶及組蛋白修飾等事件，發現很多基因組學研究發現不了的東西，這就是 「DNA甲基化測序」！且近年來測序成本的不斷下降及測序技術的迭代更新，DNA甲基化測序方法可選擇性更多了。
目前表觀遺傳學DNA甲基化研究測序方法常見的有：全基因組重亞硫酸鹽甲基化測序[WGBS]、精準DNA甲基化和羥甲基化測序[oxBS-seq]、優化版簡化甲基化測序[RRBS/dRRBS/XRBS]、單/微量細胞全基因組甲基化測序[scWGBS]、擴增子（羥）甲基化測序、（羥）甲基化DNA免疫共沉澱測序[(h)MeDIP-seq]等6種，適用於不同DNA甲基化研究方向的解決方案。
（1）全基因組重亞硫酸鹽甲基化測序（WGBS）
全基因組重亞硫酸鹽甲基化測序（WGBS）可以在全基因組范圍內精確的檢測所有單個胞嘧啶鹼基（C鹼基）的甲基化水平，是DNA甲基化研究的金標准。WGBS能為基因組DNA甲基化時空特異性修飾的研究提供重要技術支持，能廣泛應用在個體發育、衰老和疾病等生命過程的機制研究中，也是各物種甲基化圖譜研究的首選方法。
常規全基因組甲基化測序技術通過T4-DNA連接酶，在超聲波打斷基因組DNA片段的兩端連接接頭序列，連接產物通過重亞硫酸鹽處理將未甲基化修飾的胞嘧啶C轉變為尿嘧啶U，進而通過接頭序列介導的 PCR 技術將尿嘧啶U轉變為胸腺嘧啶T。
技術優勢：
l 應用范圍廣：適用於人和大多數動植物研究（參考基因組已知）
l 全基因組覆蓋：最大限度地獲取完整的全基因組甲基化信息，精確繪制甲基化圖譜
l 單鹼基解析度：可精確分析每一個C鹼基的甲基化狀態
研究案例：
Whole-Genome Bisulfite Sequencing of Two Distinct Interconvertible DNA Methylomes of Mouse Embryonic Stem Cells. 兩種狀態的小鼠胚胎幹細胞的甲基化組學研究
① 背景
小鼠胚胎幹細胞一般生長在含有血清的基質中，被稱作血清幹細胞(serum ESCs)；加兩種激酶抑制因子使胚胎幹細胞在無血清的情況下更能保持多能性的基態，這種幹細胞稱為2i幹細胞(2i ESCs)；這兩種狀態的胚胎幹細胞可以互相轉化。以前這方面的甲基化研究大多基於質譜，覆蓋度和研究結果有限，尚缺乏2i胚胎幹細胞的甲基化組學研究。
② 方法
利用全基因組重亞硫酸鹽甲基化測序（WGBS），對這兩種可互相轉換的小鼠胚胎幹細胞進行甲基化組學研究
③ 結論
全面准確的檢測了兩種小鼠胚胎幹細胞的DNA甲基化修飾並進行了系統的比較；同serum ESCs相比，雄性2iESCs全局低甲基化；在血清中，雌性ESCs跟雄性2i ESCs類似呈現全局低甲基化，而在2i ESCs狀態下，甲基化水平會進一步降低。
（2）精準DNA甲基化和羥甲基化測序（oxBS-seq）
DNA羥甲基化是近年發現的一種新的DNA修飾並迅速成為研究熱點。隨著研究的深入，發現之前被認為是檢測DNA甲基化「金標准」的重亞硫酸鹽測序並不能區分DNA甲基化（5mC）和DNA羥甲基化（5hmC）。易基因聯合劍橋大學建立了化學氧化法結合重亞硫酸鹽轉化的測序技術（oxidative bisulfite sequencing, oxBS-Seq），該技術不僅可以精確檢測DNA甲基化，排除DNA羥甲基化的影響，還可以雙文庫結合同時單鹼基解析度精確檢測DNA羥甲基化。
技術原理：
oxBS-Seq將5hmC氧化5fC，後者可以被Bisulfite轉為U，從而實現5mC的精準檢測；同時，經過與常規Bisulfite結果比較可以實現對5hmC的准確檢測。
技術優勢：
l DNA甲基化檢測全新的「金標准」
l 全基因組單鹼基檢測DNA羥甲基化修飾
l 多重標准驗證高氧化效率和高Bisulfite轉換率
l 實驗偏好性低，重復性高（R²>0.98）
l 可滿足多種測序應用需求：簡化基因組氧化甲基化測序（oxRRBS），目標區域氧化甲基化測序（Target-oxBS）
研究案例：
Quantitative sequencing of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine at single-base resolution （oxBS 技術單鹼基檢測5mC和5hmC在鼠胚胎幹細胞中的水平）
① 背景
隨著5hmC在哺乳動物基因組中的發現，傳統的bisulfite測序已不能精確區分5mC和5hmC的修飾差異，傳統BS的測序結果中，5mC的修飾水平實際是5mC和5hmC兩者信號的合集，建立一種精確區分兩者的實驗技術迫在眉睫。
② 方法
利用oxBS測序技術對小鼠胚胎幹細胞DNA甲基化和羥甲基化進行檢測和定量。
③ 結論
本研究首次建立了通過化學氧化結合重亞硫酸鹽處理的實驗技術。該技術首先將5hmC氧化為5fC，進而可被重亞硫酸鹽轉換成U，從而排除了5hmC對5mC的信號干擾，達到精確檢測基因組5mC的目的。運用該技術對小鼠胚胎幹細胞的研究發現，5hmC在CGI相關的轉錄調控區域和LINE1元件中含量較高，表明其對表觀重編程可能起到重要作用。
（3）簡化甲基化測序（RRBS/dRRBS/XRBS）
簡化甲基化測序(Reced Representation Bisulfite Sequencing,RRBS)是利用限制性內切酶對基因組進行酶切，富集啟動子及CpG島等重要的表觀調控區域並進行重亞硫酸鹽測序。該技術顯著提高了高CpG區域的測序深度，在CpG島、啟動子區域和增強子元件區域可以獲得高精度的解析度，是一種准確、高效、經濟的DNA甲基化研究方法，在大規模臨床樣本的研究中具有廣泛的應用前景。為了適應科研技術的需要，我們進一步開發了可在更大區域內捕獲CpG位點的雙酶切RRBS(dRRBS)，可研究更廣泛區域的甲基化，包括CGI shore等區域。
為助力低樣本量多維度分析，我們開發了富集覆蓋CpG島、啟動子、增強子、CTCF結合位點的甲基化靶向測序方法：extend-ed-representation bisulfite sequencing（XRBS），實現了高靈敏度和樣本復用，使其具有高度可擴展性，並適用於有限的樣本和單個細胞。
技術優勢：
l 精確度高：在其覆蓋范圍內可達到單鹼基解析度。
l 重復性好：多樣本的覆蓋區域重復性可達到85%-95%，適用於多樣本間的差異分析。
l 性價比高：測序區域針對高CpG區域，數據利用率更高。
研究案例：
DNA Methyltransferase Inhibition Reverses Epigenetically Embedded Phenotypes in Lung Cancer Preferentially Affecting Polycomb Target Genes DNA甲基化的改變對癌症細胞侵襲能力的影響
① 背景
癌細胞的表型在一定程度上由表觀決定，比如DNA甲基化。癌症發展後期的轉移特性可能與表觀遺傳修飾的改變有關。
② 方法
利用RRBS技術檢測具有高侵襲性的非小細胞肺癌細胞系(A549和HTB56)以及相應經過甲基化抑制劑氮雜胞苷（azacytidine）處理過的細胞系的甲基化修飾。探討甲基化的改變對肺癌細胞系的侵襲能力的影響。
③ 結論
高侵襲性細胞系在發展過程中，DNA甲基化修飾發生了廣泛的改變。同低侵襲能力的細胞系相比，RRBS檢測到的CpG富集的區域中有2.5%的區域發生了差異修飾。當使用了DNA甲基化抑制劑azacytidine，伴隨著這些高甲基化修飾的位點出現甲基化修飾的丟失，細胞系的侵襲能力也發生了逆轉。
5-Azacytidine誘導的侵襲能力逆轉
（4）單/微量細胞全基因組甲基化測序（scWGBS）
單細胞及微量樣本的DNA甲基化組學研究很大程度上受制於建庫測序技術。傳統的文庫構建方法或類似於基因組DNA的單細胞擴增技術很難應用到甲基化實驗過程中。易基因建立了基於線性擴增和單管建庫的技術，可充分降低文庫偏好性，准確的完成珍貴樣本的全基因組甲基化研究。
單細胞及微量珍稀樣本的甲基化研究主要應用於腫瘤發生機制，癌症研究，胚胎植入前診斷，胚胎早期發育，生殖細胞重組，幹細胞及細胞異質性等研究領域。應用的樣本包括單細胞、微量細胞等。
技術優勢：
l 超低起始量：單細胞或超低的建庫DNA起始量
l 測序覆蓋度高 ：最大限度地獲取完整的全基因組甲基化信息，精確繪制甲基化圖譜
l 單鹼基解析度：可精確分析每一個C鹼基的甲基化狀態
研究案例：
Single-cell DNA methylome sequencing of human preimplantation embryos. 人類植入前胚胎發育的單細胞DNA甲基化組圖譜
① 背景
在哺乳動物基因組上，胞嘧啶（主要是CpG二連體中的胞嘧啶）在DNA甲基化酶的催化下會發生甲基化。研究顯示，DNA甲基化對多個生物學過程都至關重要，如基因表達抑制、轉座子轉錄活性調節、X染色體的失活，以及基因組印記的維持等。此前研究顯示在著床前的早期胚胎發育過程中只有大規模的DNA去甲基化。而此次研究數據顯示，精子和卵細胞結合受精之後，在人類早期胚胎大規模DNA去甲基化的同時，也在大量高度特異的DNA從頭加甲基化，這表明在人類早期胚胎第一輪DNA甲基化組重編程過程中，全局的DNA去甲基化『凈結果』實際上是高度有序的大規模DNA去甲基化和局部DNA加甲基化兩種分子過程相互拮抗產生的動態平衡的結果。
② 方法
利用單細胞DNA甲基化組高通量測序方法，首次在單細胞解析度對人類植入前胚胎發育過程進行了更加深入的分析。
③ 結論
在這篇文章中，為了進一步在單細胞水平研究DNA甲基化重編程過程的動態特徵，利用單細胞全基因組DNA甲基化組高通量測序技術，對人類植入前胚胎發育的各個關鍵階段進行了單細胞、單鹼基解析度的系統研究，主要發現有：（a）首次發現了人類植入前胚胎發育過程中存在大量特異性的DNA從頭加甲基。（b）首次發現從二細胞胚胎階段開始父母本基因組上的剩餘甲基化水平發生逆轉，在同一個單細胞中母本基因組上的剩餘甲基化水平顯著高於父本基因組上的剩餘甲基化水平。（c）首次發現DNA甲基化在早期胚胎卵裂過程中的不對稱分配可以用來追溯同一個胚胎中每個細胞的遺傳譜系。內容來源：易基因科技
⑻ 5分鍾內哈,克隆資料,短點的,好抄~我明交
胚胎發育過程是核質之間、細胞與細胞及細胞與胞外基質按嚴格的時空秩序相互作用的結果。從全能或多能胚胎幹細胞分化為具有獨特功能的體細胞，完全取決於基因在時間與地點上的選擇性表達。對細胞分化和發育來說，最重要的不是個別基因的表達，而是整個基因網路在時間和空間上的緊密聯系和配合。組成包括人體在內的高等動物機體的億萬個細胞，都是由一個受精卵發育而來的。像胚胎幹細胞一樣，分化了的體細胞仍然具有一整套完整的遺傳信息。過去人們認為，細胞的分化程度越高，它指導早期胚胎發育成新個體的能力就越低，高度分化的體細胞甚至完全不具備這種能力。近幾年體細胞動物克隆技術上取得的突破，不僅給人們的觀念帶來了很大的改變，而且由於它所蘊藏的商業和社會價值，在全世界引起了轟動。
克隆技術在現代生物學中被稱為「生物放大技術」，它已經歷了三個發展時期：第一個時期是微生物克隆，即用一個細菌很快復制出成千上萬個和它一模一樣的細菌，而變成一個細菌群；第二個時期是生物技術克隆，比如用遺傳基因――DNA克隆；第三個時期是動物克隆，即由一個細胞克隆成一個動物。克隆綿羊「多利」由一頭母羊的體細胞克隆而來，使用的便是動物克隆技術。
在自然界，有不少植物具有先天的克隆本能，如番薯、馬鈴薯、玫瑰等的插枝繁殖的植物。而動物的克隆技術，則經歷了由胚胎細胞到體細胞的發展過程
1. 人類進行克隆的歷史
公元前5000年·穀物選種
人類祖先發現，最茁壯的植株的種子培植出的穀物也更優良。這是人類開始按照人的意圖控制生命的開端，這也是克隆技術最終目標的最初體現。
1952年·克隆蝌蚪
小小的蝌蚪改寫了生物技術發展史，成為世界上第一種被克隆的動物。美國科學家羅伯特·布里格斯和托瑪斯·金用一隻蝌蚪的細胞創造了與原版完全一樣的復製品。
1972年·基因復制
克隆技術精細到以單個基因復制為單位。科學家將某種特定基因單離出來，將它與某有機體(最初是一種酵母)結合，有機體將新基因融入自己的DNA結構後再繁殖，產生出理想基因的復製品。
1978年·第一例試管嬰兒出生
整個世界吵嚷著想要目睹人類第一個體外受精嬰兒路易斯的「廬山真面目」。英國醫生用丈夫的精子在一個試管內使卵子受精，然後將胚胎植入健康母親的子宮內。
1997年·多利，你好！
1996年，世界第一例從成年動物細胞克隆出的哺乳動物綿羊多利誕生。這個秘密直到1997年2月才向世人公布。蘇格蘭胚胎學家伊恩·威爾姆特和同事用一隻成年母羊乳房內取出的細胞克隆出多利。
1998年·克隆批量化
美國夏威夷大學的科學家用成年細胞克隆出50多隻老鼠，並接著培育出3代遺傳特徵完全一致的實驗鼠。與此同時，其它幾個私立研究機構也用不同的方法成功克隆出小牛。其中最引人注目的是，日本人用一個成年母牛的細胞培育出8隻遺傳特徵完全一樣的小牛，成功率高達80%。
2000年·人類近親被克隆
美國俄勒岡的研究者用與克隆多利羊截然不同的方法克隆出猴子，科學家將一個僅包含8個細胞的早期胚胎分裂為4份，再將它們分別培育出新胚胎，惟一成活的只有Tetra。與多利不同的是，tetra既有母親也有父親，但它只是人工4胞胎中的一個。此外，幫助培育出多利羊的生物技術公司宣布克隆出5隻小豬仔。該公司宣稱，克隆豬終將成為人類移植器官的「加工廠」。
2001年·克隆人？
3月，美國生殖科學家帕納伊奧提斯·扎沃斯和一個國際研究小組宣布，數百對夫婦已自願報名參加培育克隆嬰孩的實驗。該小組宣稱最早至2003年便可幫助不孕夫婦培育克隆嬰兒。1月，英國成為全球第一個有效地使克隆人類胚胎合法化的國家。政府通過一項富爭議性的法案，目的在於允許對人類胚胎內的根細胞進行科學實驗。該法案要求克隆體必須在誕生後14日內被毀滅。培育克隆嬰兒仍屬非法行
2. 動物克隆的理論基礎
在許多人眼裡，體細胞克隆羊多莉 (Dolly) 的誕生是克隆技術的開始。其實不然。「克隆 (clone)」一詞來源於希臘語，原意是用於扦插的枝條，也就是指無性繁殖。克隆在植物界的應用已有上千年的歷史，理論上的突破則是本世紀的事。1902 年德國植物學家 Haberlandt指出，植物的體細胞具有母體全部的遺傳信息，並具有發育成為完整個體的潛能，因而每個植物細胞都可像胚胎細胞那樣，經離體培養再生成為完整植株。這就是所謂的細胞全能性。許多科學家為證實植物細胞的全能性作出了不懈的努力。1958 年，Steward成功地將一個胡蘿卜細胞試管培養，長成了一株具有根、莖、葉等器官的完整植株。1964年Guha 和 Maheshwari利用毛葉曼陀羅的花葯培育出單倍體植株。這樣，植物細胞全能性獲得了充分的論證。建立在此基礎上的組織培養技術也得到迅速發展。
與植物細胞不同，在動物發育過程中分化了的細胞不能再產生完整的充分分化的個體。然而，動物胚胎的生長、分化和發育是否造成體細胞基因組的不可逆性修飾，即在發育過程中分化了的細胞是否具有與受精卵相同的核等價性 (nuclear equivalency) 或基因組連續性，一直是發育生物學要解決的問題。早在30 年代，著名的胚胎學家 Spemann 就已經提出「分化了的細胞核移入卵子中能否指導胚胎發育」這樣的設想。用兩棲類動物進行的一些克隆實驗表明，早期胚胎細胞核經移植可產生成熟的動物個體，而從蝌蚪及成體動物細胞中取出的細胞核經移植生成的克隆動物最晚只能發育至蝌蚪期。胚胎分割及胚胎細胞核移植克隆動物已在許多物種中獲得了成功。體細胞克隆綿羊、小鼠、牛 及山羊的成功，證明高度分化的細胞核仍具有全能性。
3. 體細胞克隆羊及小鼠實驗成功分析
克隆羊Dolly 是世界上第一隻由成體細胞通過無性過程產生的哺乳動物。
1996年7月里的一天，對英國愛丁堡羅斯林（Roslin）研究所由伊恩·維爾穆特（I. Wilmut）領導的科學研究小組全體成員來講，是一個令人激動的日子。對全世界來說，也是值得慶賀的一天。因為在這一天，一隻妊娠了148天，體重為6.6千克, 編號為6LL3的小羊來到了這個世界。這只羊的身世與眾不同，它既無父親，又無母親，它是科學家們用克隆技術復制出來的一隻小綿羊。經過幾個月的精心呵護，這隻身世不凡的小綿羊茁壯成長，並獲得了一個動聽的名字——多莉（Dolly）。
1997年2月23日，伊恩. 維爾穆特科學研究小組向全世界宣布了他們的研究結果，英國的「自然」雜志（Nature）於1997年2月27日全文刊登了他們的實驗結果。這一消息立刻轟動了全世界。各國的報刊，電台，電視台等媒體對此結果紛紛進行了報道和評述。科學家和大學教授也紛紛被邀請到各種媒體講解，評論「多莉」的身世和它的出生對科學研究、經濟發展和社會進步的影響。許多國家的政府官員也紛紛發表講話，明令不準將「多莉」克隆技術用於人類。由於各種媒體的大量傳播，一個新的名詞已為廣大民眾所逐漸知曉的「克隆」。
早在20世紀50年代，美國的科學家以兩棲動物和魚類作研究對象，首創了細胞核移植技術。1986年，英國科學家魏拉德森用胚胎細胞克隆出一隻羊，以後又有人相繼克隆出牛、鼠、兔、猴等動物。這些克隆動物的誕生，均是利用胚胎細胞作為供體細胞進行細胞核移植而獲得成功的。
而克隆綿羊「多利」是用乳腺上皮細胞（體細胞）作為供體細胞進行細胞核移植的，它翻開了生物克隆史上嶄新的一頁，突破了利用胚胎細胞進行核移植的傳統方式，使克隆技術有了長足的進展。
克隆綿羊「多利」沒有父親，多莉」的產生與三隻母羊有關；一隻是懷孕三個月的芬蘭多塞特母綿羊，兩只是蘇格蘭黑面母綿羊。芬蘭多塞特母綿羊提供了全套遺傳信息，即提供了細胞核（稱之為供體）；一隻蘇格蘭黑面母綿羊提供無細胞核的卵細胞；另一隻蘇格蘭黑面母綿羊提供羊胚胎的發育環境—子宮，是「多莉」羊的「生」母。其整個克隆過程簡述如下：
1、從芬蘭多塞特母綿羊的乳腺中取出乳腺細胞，將其放入低濃度的營養培養液中，細胞逐漸停止了分裂，此細胞稱之為供體細胞；
2、從一頭蘇格蘭黑面母綿羊的卵巢中取出未受精的卵細胞，並立即將其細胞核除去，留下一個無核的卵細胞，此細胞稱之為受體細胞；
3、利用電脈沖的方法，使供體細胞和受體細胞發生融合，最後形成了融合細胞，由於電脈沖還可以產生類似於自然受精過程中的一系列反應，使融合細胞也能象受精卵一樣進行細胞分裂、分化，從而形成胚胎細胞；
4、將胚胎細胞轉移到另一隻蘇格蘭黑面母綿羊的子宮內，胚胎細胞進一步分化和發育，最後形成一隻小綿羊。
出生的「多莉」小綿羊與多塞特母綿羊具有完全相同的外貌。「多莉」出生後生長正常，並於1997年底與一頭威爾士高山羊自然交配懷孕。在1998年4月13日凌晨4時生下了一隻雌性的體重為2.7千克的小羊羔，取名為「邦妮（Bonnie）」。這說明生世不凡的「多莉」具有正常的生育能力。隨著「多莉」的誕生，不同的實驗室也宣稱成功地克隆出了豬、猴和牛等，他們所用的生物材料也都是體細胞。
無性繁殖現象在低等植物中是存在的，而按照哺乳動物界的規律，動物的繁衍要由兩性生殖細胞來完成，由於父體和母體的遺傳物質在後代體內各佔一半，因此後代絕對不是父母的復製品。而克隆綿羊的誕生，意味著人類可以利用哺乳動物的一個細胞大量生產出完全相同的生命體，完全打破了亘古不變的自然規律。這是生物工程技術發展史中的一個里程碑，也是人類歷史上的一項重大科學突破。
在Dolly 誕生後的一年多時間里，全世界掀起了一股克隆熱，並引起了一些激烈的爭論和對Dolly身份的質疑。1998 年7 月出版的《Nature》報道兩個獨立的研究小組分別對Dolly 的血樣、供體母羊冷凍組織及其細胞培養物進行衛星DNA 分析和DNA指紋分析，確認三者的一致性，證明Dolly 確實是體細胞克隆動物。在同期《Nature》上，美國夏威夷大學Wakayama 等人報道，由小鼠卵丘細胞 (cumulus cells) 克隆了27 只存活小鼠，其中7隻是由克隆小鼠再次克隆的後代。
兩棲類和哺乳類核移植實驗發現，經核移植的卵母細胞不能正常發育的一個關鍵問題是供體核和受體卵母細胞之間的細胞周期不相容性。Wilmut 等的成功之處就在於他們找到了一種使供體核和受體卵母細胞更相容的方法。他們通過血清飢餓法使供體核細胞處於二倍體的G0 期，這樣處理的供體核在DNA復制的時間上就與處於中期II的受體卵母細胞同步。從建立正確的染色體倍性 (ploidy) 這個角度來看，供體核處於G1 期也可以獲得克隆動物。穩定表達b -半乳糖苷酶-新黴素基因的胎兒成纖維細胞作核供體，獲得克隆牛證明了這一點。
人們一般認為，供體核和卵母細胞組成的重組胚胎的發育過程與正常狀況受精卵相仿。 羊胚胎基因組的轉錄一直到8～16個細胞才開始，這種轉錄時間的差異在理論上將允許胚胎有充裕的時間對植入的成體羊細胞核進行重新編程，使其進入胚胎發育期。由於不同的物種胚胎轉錄的起始時間各異，所以克隆的難易也不同。以往的研究發現，在小鼠的克隆過程中，基因組很早就被激活，移植的細胞核沒有足夠的時間進行重新編程。因此，許多研究者認為小鼠是最難克隆的動物之一。
Wakayama 等人的工作改變了這種觀點。與Wilmut 等的方法相比，Wakayama 等採用了一種新的、相對簡單的克隆技術。Dolly 是採用母羊的乳腺組織細胞經過「飢餓「 培養，與去核的卵細胞進行電融合，促使融合細胞中遺傳物質的重編程 (reprogramming), 然後逐步發育成胚胎。克隆小鼠採用核移植的方法，將自然狀態下處於G0 期的卵丘細胞作核供體，直接注入去核的卵細胞。小鼠克隆過程中核移植後的重組胚胎放置0～6 小時後再激活，也有異於Wilmut 等用電刺激法同時融合重組胚胎和激活胚胎。Dolly 的產生過程中遺傳物質的重編程和卵細胞的激活是電刺激法，而小鼠的克隆則採用在培養基中添加鍶離子 (Sr2+) 和細胞鬆弛素B 的化學方法激活重組胚胎。
4. 動物克隆技術的應用
動物克隆近幾年取得的一些突破性進展，為動物發育過程中基因表達的調控及發育生物學、遺傳學等相關學科的發展必將產生深遠的影響。雖然目前這種方法尚不成熟，但它已顯示出誘人的應用前景。
動物克隆技術將首先應用於醫葯領域。利用體細胞供體經核移植生產轉基因動物，可望降低生產成本。到目前為止，產生轉基因動物的方法仍主要是1985 年Hammer 等建立的原核顯微注射法。但是，這種方法只能使大約5％的動物攜帶外源基因。外源基因整合入動物基因組是個隨機的過程，這導致外源基因在許多轉基因動物系中的表達量不夠高，而且因整合進生殖細胞的機率低而難以遺傳給下一代。Schnieke 等發現，利用體細胞克隆技術生產含人凝血因子 IX 的轉基因羊比原核顯微注射法要有效得多[8]。其中，兩者最顯著的差異是體細胞克隆中的受體母羊全都攜帶外源基因，而原核顯微注射法會產生許多不帶外源基因的羊羔。這是由於，原核微注射法中所用胚胎在體外培養的時間較短，在此期間被檢測為陽性的轉基因可能會在以後的發育過程中丟失。用作核移植供體的細胞在體外培養的時間則較長，有較多的檢測機會。另外，顯微注射法制備的轉基因動物的性別只有等到動物出生後才能得知, 而核移植可以通過鑒別核供體的核型而預先得知轉基因動物的性別，可選擇性地制備雌性的轉基因動物, 有利於在母乳中表達外源基因。
克隆技術除了可以生產各種醫用人體蛋白外，對人類的細胞和組織治療也大有好處。利用克隆技術，可以用患者本人細胞培育出新組織，用來治療糖尿病、帕金森氏症、神經損傷等多種疾病。用這種方法培育出的組織具有與患者正常組織完全相同的基因構成，因此不會產生免疫排斥反應。但是這些都涉及到克隆人這個敏感話題，目前克隆人在許多國家是法律禁止的。隨著人類胚胎幹細胞培養技術的完善，目前已有兩家美國公司開始研究利用克隆技術培育人胚胎，希望大批量生產治療疾病的幹細胞。事實上，幾年前人們就曾把人胎兒神經組織用來治療帕金森氏症。考慮到倫理上的原因，人們也可以用克隆動物的胚胎幹細胞作異源移植，以解決人類移植器官供求矛盾。
動物克隆技術還有助於加速動物育種的進程。利用優良動物品種的體細胞作核供體克隆動物，可以避免自然條件下選種所受到的動物生育周期和生育效率的限制，從而大大縮短育種年限，提高育種效率。動物克隆技術用於拯救瀕危動物也受到廣泛的關注。中國科學院動物研究所陳大元研究員提出用動物克隆技術拯救大熊貓的計劃，在國內外均引起一定的反響。
5. 動物克隆技術的不足及未來發展方向
動物克隆技術雖然取得了一定的進展，在生物醫葯領域也得到了初步應用。但是，該技術目前還很不完善。存活率低是當今核移植技術的最大缺陷。它突出表現為：孕期流產率高，圍產期死亡率高，新生兒體重較重及產生後對環境的適應性較差。以成體細胞核作核供體問題更為嚴重。最近，Shiels 等報道克隆羊的端粒較同年羊短。
Renard 等報道，體細胞核移植可能影響克隆動物免疫系統的正常發育。他們用胚胎細胞克隆牛的耳細胞通過核移植克隆出一頭牛。牛犢看起來很健康，但出生一個半月後，它體內的淋巴細胞和紅血球急劇減少，不久就死於貧血。屍體解剖發現，該牛犢脾臟、胸腺和淋巴結等淋巴組織都沒有得到正常發育。
導致動物克隆存活率低和異常發育的原因很多，缺乏基礎理論支撐是其中之一。動物克隆技術的不斷完善，還需要分子遺傳學、細胞學、發育生物學等相關基礎學科的進一步研究和發展。迄今為止，人們雖然在動物克隆過程中已經積累了不少數據，但一些很基本的問題仍亟需解決。
基因組重新編程的機制尚不清楚。人們雖然觀測到核移植後細胞核的激活與早期胚胎原核發育類似，但較詳細的信息仍不甚明了。其中，成熟促進因子(maturation promoting factor，MPF)、核膜破裂(nuclear envelope breakdown，NEBD) 和早熟染色體凝集 (premature chromosome condensation, PCC) 在基因組重編過程中的作用還需明確。
基因印記 (imprinting) 對核移植後基因組重新編程的影響。基因印記現象在哺乳動物的發育過程中普遍存在，它是指基因的表達與否取決於它們是在父源染色體上還是母源染色體上。有些印記基因只從母源染色體上表達，而有些則只從父源染色體上表達。基因印記與動物克隆技術的成功及不足有何關系值得深入研究。
動物克隆種屬及細胞差異的原因。克隆不同種屬的動物難易有別，其中的原因目前人們還不清楚。目前可以用作體細胞核移植核供體的細胞類型還較少。Wakayama 等用處於 G0/G1期的卵丘細胞克隆得到小鼠，而他們採用處於G0 期的足細胞 、神經細胞作核供體進行的克隆實驗均未獲得成活個體，這顯示供體核處於G0 期並非保證胚胎發育的充分條件。Dominko等發現去核的牛卵細胞能使來自羊、猴、鼠、豬等不同種屬的細胞核激活，並在體外發育為相應的胚胎，但目前還沒有一個可繼續發育為完整的動物個體。如果這項工作能成功，將十分有利於瀕危動物的保護。
動物克隆技術條件的優化還沒有解決。如核供體和卵細胞的選材、核質比的選擇、重組胚胎的激活方式、是否需要作連續核移植等。
克隆技術被譽為「一座挖掘不盡的金礦」，它在生產實踐上具有重要的意義，潛在的經濟價值十分巨大。首先，在動物雜種優勢利用方面，較常規方法而言，哺乳動物克隆技術費時少、選育的種畜性狀穩定；其次，克隆技術在搶救瀕危珍稀物種、保護生物多樣性方面可發揮重要作用，即使在自然交配成功率很低的情況下，科研人員也可以從瀕危珍稀動物個體身上選擇適當的體細胞進行無性繁殖，達到有效保護這些物種的目的。
動物克隆技術的重大突破，也帶來了廣泛的爭議。克隆技術對人類來說，是一把「雙刃劍」。一方面，它能給人類帶來許多益處――諸如保持優良品種、挽救瀕危動物、利用克隆動物相同的基因背景進行生物醫學研究等；另一方面，它將對生物多樣性提出挑戰――生物多樣性是自然進化的結果，也是進化的動力，有性繁殖是形成生物多樣性的重要基礎，而「克隆動物」則會導致生物品系減少，個體生存能力下降。
更讓人不寒而慄的是，克隆技術一旦被濫用於克隆人類自身，將不可避免地失去控制，帶來空前的生態混亂，並引發一系列嚴重的倫理道德沖突。世界各國政府和科學界已對此高度關注，採取立法等措施明令禁止用克隆技術製造「克隆人」，以保證克隆只用於造福人類，而絕非復制人類。
綜上所述，動物克隆研究已在理論基礎、技術優化及實際應用等方面取得很大的進展。但該技術目前還很不完善，相關理論研究還很薄弱，人們要提高動物克隆的成功率還需不懈的努力。另外，克隆動物與正常胚胎的發育有何異同，也值得深入研究。這些問題的解決，將有助於加深人們對動物胚胎發育過程中分子機制的認識。
⑼ 甲基化的甲基化的功能
甲基化是蛋白質和核酸的一種重要的修飾，調節基因的表達和關閉，與癌症、衰老、老年痴獃等許多疾病密切相關，是表觀遺傳學的重要研究內容之一。 最常見的甲基化修飾有DNA甲基化和組蛋白甲基化。
DNA甲基化能關閉某些基因的活性，去甲基化則誘導了基因的重新活化和表達。DNA甲基化能引起染色質結構、DNA構象、DNA穩定性及DNA與蛋白質相互作用方式的改變，從而控制基因表達。研究證實，CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化導致了人體1/3以上由於鹼基轉換而引起的遺傳病。DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）及7-甲基鳥嘌呤（7-mG）。在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出現在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。
DNA甲基化是指生物體在DNA甲基轉移酶(DNA methyltransferase，DMT) 的催化下，以s-腺苷甲硫氨酸(SAM)為甲基供體，將甲基轉移到特定的鹼基上的過程。DNA甲基化可以發生在腺嘌呤的N-6位、鳥嘌呤的N-7位、胞嘧啶的C-5位等。但在哺乳動物中DNA甲基化主要發生在5』-CpG-3』的C上生成5-甲基胞嘧啶(5mC)
在哺乳動物中CpG以兩種形式存在：一種是分散於DNA序列中；另一種呈現高度聚集狀態，人們稱之為CpG島（CpG island）。在正常組織里，70%～90%散在的CpG是被甲基修飾的，而CpG島則是非甲基化的。正常情況下，人類基因組「垃圾」序列的CpG二核苷酸相對稀少，並且總是處於甲基化狀態，與之相反，人類基因組中大小為100-1000bp左右，富含CpG二核苷酸的CpG島則總是處於未甲基化狀態，並且CpG島常位於轉錄調控區附近，與56%的人類基因組編碼基因相關，因此基因轉錄區CpG島的甲基化狀態的研究就顯得十分重要。人類基因組序列草圖分析結果表明，人類基因組CpG島約為28890個，大部分染色體每1Mb就有5-15個CpG島，平均值為每Mb含10.5個CpG島，CpG島的數目與基因密度有良好的對應關系。
DNA甲基化主要是通過DNA甲基轉移酶家族來催化完成的。研究人員在真核生物中發現了3類DNA甲基轉移酶(Dnmt1、Dnmt2、Dnmt3a、Dnmt3b).Dnmt1一種是維持性甲基化酶;Dnmt2可與DNA上特異位點結合，但具體作用尚不清楚;Dnmt3a和Dnmt3b是重新甲基化酶，它們使去甲基化的CpG位點重新甲基化，即參與DNA的從頭甲基化。在哺乳動物的生殖細胞發育時期和植入前胚胎期，其基因組范圍內的甲基化模式通過大規模的去甲基化和接下來的再甲基化過程發生重編程，從而產生具有發育潛能的細胞；在細胞分化的過程中，基因的甲基化狀態將遺傳給後代細胞。由於DNA甲基化與人類發育和腫瘤疾病的密切關系，特別是CpG島甲基化所致抑癌基因轉錄失活問題，DNA甲基化已經成為表觀遺傳學和表觀基因組學的重要研究內容。
組蛋白甲基化是指發生在H3和H4組蛋白N端Arg或Lys殘基上的甲基化，由組蛋白甲基轉移酶介導催化。組蛋白甲基化的功能主要體現在異染色質形成、基因印記、X染色體失活和轉錄調控方面。除了存在組蛋白甲基轉移酶以外，還發現了去甲基化酶。先前人們認為組蛋白的甲基化作用是穩定而不可逆的，使這種去甲基化酶的發現使組蛋白甲基化過程更具動態性。
⑽ 談談你對轉基因動物的看法
胚胎發育過程是核質之間、細胞與細胞及細胞與胞外基質按嚴格的時空秩序相互作用的結果。從全能或多能胚胎幹細胞分化為具有獨特功能的體細胞，完全取決於基因在時間與地點上的選擇性表達。對細胞分化和發育來說，最重要的不是個別基因的表達，而是整個基因網路在時間和空間上的緊密聯系和配合。組成包括人體在內的高等動物機體的億萬個細胞，都是由一個受精卵發育而來的。像胚胎幹細胞一樣，分化了的體細胞仍然具有一整套完整的遺傳信息。過去人們認為，細胞的分化程度越高，它指導早期胚胎發育成新個體的能力就越低，高度分化的體細胞甚至完全不具備這種能力。近幾年體細胞動物克隆技術上取得的突破，不僅給人們的觀念帶來了很大的改變，而且由於它所蘊藏的商業和社會價值，在全世界引起了轟動。
1. 動物克隆的理論基礎
在許多人眼裡，體細胞克隆羊多莉 (Dolly) 的誕生是克隆技術的開始。其實不然。「克隆 (clone)」一詞來源於希臘語，原意是用於扦插的枝條，也就是指無性繁殖。克隆在植物界的應用已有上千年的歷史，理論上的突破則是本世紀的事。1902 年德國植物學家 Haberlandt指出，植物的體細胞具有母體全部的遺傳信息，並具有發育成為完整個體的潛能，因而每個植物細胞都可像胚胎細胞那樣，經離體培養再生成為完整植株。這就是所謂的細胞全能性。許多科學家為證實植物細胞的全能性作出了不懈的努力。1958 年，Steward成功地將一個胡蘿卜細胞試管培養，長成了一株具有根、莖、葉等器官的完整植株。1964年Guha 和 Maheshwari利用毛葉曼陀羅的花葯培育出單倍體植株。這樣，植物細胞全能性獲得了充分的論證。建立在此基礎上的組織培養技術也得到迅速發展。
與植物細胞不同，在動物發育過程中分化了的細胞不能再產生完整的充分分化的個體。然而，動物胚胎的生長、分化和發育是否造成體細胞基因組的不可逆性修飾，即在發育過程中分化了的細胞是否具有與受精卵相同的核等價性 (nuclear equivalency) 或基因組連續性，一直是發育生物學要解決的問題。早在30 年代，著名的胚胎學家 Spemann 就已經提出「分化了的細胞核移入卵子中能否指導胚胎發育」這樣的設想。用兩棲類動物進行的一些克隆實驗表明，早期胚胎細胞核經移植可產生成熟的動物個體，而從蝌蚪及成體動物細胞中取出的細胞核經移植生成的克隆動物最晚只能發育至蝌蚪期。胚胎分割及胚胎細胞核移植克隆動物已在許多物種中獲得了成功。體細胞克隆綿羊[1]、小鼠[2,3]、牛[4,5] 及山羊[6]的成功，證明高度分化的細胞核仍具有全能性。
2. 體細胞克隆羊及小鼠實驗成功分析
克隆羊Dolly 是世界上第一隻由成體細胞通過無性過程產生的哺乳動物。在Dolly 誕生後的一年多時間里，全世界掀起了一股克隆熱，並引起了一些激烈的爭論和對Dolly身份的質疑。1998 年7 月出版的《Nature》報道兩個獨立的研究小組分別對Dolly 的血樣、供體母羊冷凍組織及其細胞培養物進行衛星DNA 分析和DNA指紋分析，確認三者的一致性，證明Dolly 確實是體細胞克隆動物。在同期《Nature》上，美國夏威夷大學Wakayama 等人報道，由小鼠卵丘細胞 (cumulus cells) 克隆了27 只存活小鼠，其中7隻是由克隆小鼠再次克隆的後代。
兩棲類和哺乳類核移植實驗發現，經核移植的卵母細胞不能正常發育的一個關鍵問題是供體核和受體卵母細胞之間的細胞周期不相容性。Wilmut 等的成功之處就在於他們找到了一種使供體核和受體卵母細胞更相容的方法。他們通過血清飢餓法使供體核細胞處於二倍體的G0 期，這樣處理的供體核在DNA復制的時間上就與處於中期II的受體卵母細胞同步。從建立正確的染色體倍性 (ploidy) 這個角度來看，供體核處於G1 期也可以獲得克隆動物。穩定表達b -半乳糖苷酶-新黴素基因的胎兒成纖維細胞作核供體，獲得克隆牛證明了這一點[7]。
人們一般認為，供體核和卵母細胞組成的重組胚胎的發育過程與正常狀況受精卵相仿。 羊胚胎基因組的轉錄一直到8～16個細胞才開始，這種轉錄時間的差異在理論上將允許胚胎有充裕的時間對植入的成體羊細胞核進行重新編程，使其進入胚胎發育期。由於不同的物種胚胎轉錄的起始時間各異，所以克隆的難易也不同。以往的研究發現，在小鼠的克隆過程中，基因組很早就被激活，移植的細胞核沒有足夠的時間進行重新編程。因此，許多研究者認為小鼠是最難克隆的動物之一。
Wakayama 等人的工作改變了這種觀點。與Wilmut 等的方法相比，Wakayama 等採用了一種新的、相對簡單的克隆技術。Dolly 是採用母羊的乳腺組織細胞經過「飢餓「 培養，與去核的卵細胞進行電融合，促使融合細胞中遺傳物質的重編程 (reprogramming), 然後逐步發育成胚胎。克隆小鼠採用核移植的方法，將自然狀態下處於G0 期的卵丘細胞作核供體，直接注入去核的卵細胞。小鼠克隆過程中核移植後的重組胚胎放置0～6 小時後再激活，也有異於Wilmut 等用電刺激法同時融合重組胚胎和激活胚胎。Dolly 的產生過程中遺傳物質的重編程和卵細胞的激活是電刺激法，而小鼠的克隆則採用在培養基中添加鍶離子 (Sr2+) 和細胞鬆弛素B 的化學方法激活重組胚胎。
3. 動物克隆技術的應用
動物克隆近幾年取得的一些突破性進展，為動物發育過程中基因表達的調控及發育生物學、遺傳學等相關學科的發展必將產生深遠的影響。雖然目前這種方法尚不成熟，但它已顯示出誘人的應用前景。
動物克隆技術將首先應用於醫葯領域。利用體細胞供體經核移植生產轉基因動物，可望降低生產成本。到目前為止，產生轉基因動物的方法仍主要是1985 年Hammer 等建立的原核顯微注射法。但是，這種方法只能使大約5％的動物攜帶外源基因。外源基因整合入動物基因組是個隨機的過程，這導致外源基因在許多轉基因動物系中的表達量不夠高，而且因整合進生殖細胞的機率低而難以遺傳給下一代。Schnieke 等發現，利用體細胞克隆技術生產含人凝血因子 IX 的轉基因羊比原核顯微注射法要有效得多[8]。其中，兩者最顯著的差異是體細胞克隆中的受體母羊全都攜帶外源基因，而原核顯微注射法會產生許多不帶外源基因的羊羔。這是由於，原核微注射法中所用胚胎在體外培養的時間較短，在此期間被檢測為陽性的轉基因可能會在以後的發育過程中丟失。用作核移植供體的細胞在體外培養的時間則較長，有較多的檢測機會。另外，顯微注射法制備的轉基因動物的性別只有等到動物出生後才能得知, 而核移植可以通過鑒別核供體的核型而預先得知轉基因動物的性別，可選擇性地制備雌性的轉基因動物, 有利於在母乳中表達外源基因。
克隆技術除了可以生產各種醫用人體蛋白外，對人類的細胞和組織治療也大有好處。利用克隆技術，可以用患者本人細胞培育出新組織，用來治療糖尿病、帕金森氏症、神經損傷等多種疾病。用這種方法培育出的組織具有與患者正常組織完全相同的基因構成，因此不會產生免疫排斥反應。但是這些都涉及到克隆人這個敏感話題，目前克隆人在許多國家是法律禁止的。隨著人類胚胎幹細胞培養技術的完善，目前已有兩家美國公司開始研究利用克隆技術培育人胚胎，希望大批量生產治療疾病的幹細胞。事實上，幾年前人們就曾把人胎兒神經組織用來治療帕金森氏症。考慮到倫理上的原因，人們也可以用克隆動物的胚胎幹細胞作異源移植，以解決人類移植器官供求矛盾。
動物克隆技術還有助於加速動物育種的進程。利用優良動物品種的體細胞作核供體克隆動物，可以避免自然條件下選種所受到的動物生育周期和生育效率的限制，從而大大縮短育種年限，提高育種效率。動物克隆技術用於拯救瀕危動物也受到廣泛的關注。中國科學院動物研究所陳大元研究員提出用動物克隆技術拯救大熊貓的計劃，在國內外均引起一定的反響。
4. 動物克隆技術的不足及未來發展方向
動物克隆技術雖然取得了一定的進展，在生物醫葯領域也得到了初步應用。但是，該技術目前還很不完善。存活率低是當今核移植技術的最大缺陷。它突出表現為：孕期流產率高，圍產期死亡率高，新生兒體重較重及產生後對環境的適應性較差。以成體細胞核作核供體問題更為嚴重。最近，Shiels 等報道克隆羊的端粒較同年羊短[9]。Renard 等報道，體細胞核移植可能影響克隆動物免疫系統的正常發育[10]。他們用胚胎細胞克隆牛的耳細胞通過核移植克隆出一頭牛。牛犢看起來很健康，但出生一個半月後，它體內的淋巴細胞和紅血球急劇減少，不久就死於貧血。屍體解剖發現，該牛犢脾臟、胸腺和淋巴結等淋巴組織都沒有得到正常發育。
導致動物克隆存活率低和異常發育的原因很多，缺乏基礎理論支撐是其中之一。動物克隆技術的不斷完善，還需要分子遺傳學、細胞學、發育生物學等相關基礎學科的進一步研究和發展。迄今為止，人們雖然在動物克隆過程中已經積累了不少數據，但一些很基本的問題仍亟需解決。
基因組重新編程的機制尚不清楚。人們雖然觀測到核移植後細胞核的激活與早期胚胎原核發育類似，但較詳細的信息仍不甚明了。其中，成熟促進因子(maturation promoting factor，MPF)、核膜破裂(nuclear envelope breakdown，NEBD) 和早熟染色體凝集 (premature chromosome condensation, PCC) 在基因組重編過程中的作用還需明確。
基因印記 (imprinting) 對核移植後基因組重新編程的影響。基因印記現象在哺乳動物的發育過程中普遍存在，它是指基因的表達與否取決於它們是在父源染色體上還是母源染色體上。有些印記基因只從母源染色體上表達，而有些則只從父源染色體上表達。基因印記與動物克隆技術的成功及不足有何關系值得深入研究。
動物克隆種屬及細胞差異的原因。克隆不同種屬的動物難易有別，其中的原因目前人們還不清楚。目前可以用作體細胞核移植核供體的細胞類型還較少。Wakayama 等用處於 G0/G1期的卵丘細胞克隆得到小鼠，而他們採用處於G0 期的足細胞 、神經細胞作核供體進行的克隆實驗均未獲得成活個體，這顯示供體核處於G0 期並非保證胚胎發育的充分條件。Dominko等發現去核的牛卵細胞能使來自羊、猴、鼠、豬等不同種屬的細胞核激活，並在體外發育為相應的胚胎，但目前還沒有一個可繼續發育為完整的動物個體。如果這項工作能成功，將十分有利於瀕危動物的保護。
動物克隆技術條件的優化還沒有解決。如核供體和卵細胞的選材、核質比的選擇、重組胚胎的激活方式、是否需要作連續核移植等。
綜上所述，動物克隆研究已在理論基礎、技術優化及實際應用等方面取得很大的進展。但該技術目前還很不完善，相關理論研究還很薄弱，人們要提高動物克隆的成功率還需不懈的努力。另外，克隆動物與正常胚胎的發育有何異同，也值得深入研究。這些問題的解決，將有助於加深人們對動物胚胎發育過程中分子機制的認識。