换核技术的希望
童鱼是何物
异种何来首尾殊,画师笑答是童鱼。他年破壁飞腾去,驱遣风雷不怪渠。
这首诗出自我国精通佛学的诗人赵朴初先生之手。诗中的首尾悬殊的异种就是童鱼。童鱼是一种什么样的鱼呢?童鱼是一种头像金鱼、尾像鲫鱼的
鱼,童鱼是嘴角长出鲤鱼须、脊椎骨数目和侧线鳞片数像金鱼的鱼,童鱼是一种具有蝾螈平衡器的金鱼,童鱼是⋯⋯总之,由我国的大科学家童第周先生培育成功的鱼统统叫童鱼。
童鱼是怎样培育的
童先生是怎样培育童鱼的呢?本世纪六七十年代,在中国科学院动物研究所任职的童第周先生用极细的玻璃管,从直径不到 1 毫米的鲫鱼卵中吸出细胞核,用同样的方法从鲤鱼的胚胎细胞中取出细胞核,并把鲤鱼的胚胎细胞核移进已吸出核的鲫鱼卵细胞中。进入鲫鱼卵细胞质中的鲤鱼细胞核,居然与细胞质能和平共处,这种特殊的组装细胞,在童教授的精心照料下,日复一日,经过细胞分裂、胚胎发育的全过程,终于长成了能在水中游动的小鱼。当童教授仔细观察由换核卵细胞长出的小鱼时,他看到鲫鱼的嘴边长出了鲤鱼的须。童先生用同样的方法把鲫鱼的细胞核巧妙地调换了金鱼成熟卵的细胞核,这种由金鱼卵细胞质与鲫鱼核组装成的新细胞,经过细胞分裂和胚胎发育过程,最终也变成了鱼,可这条鱼虽有金鱼状的头,却只有鲫鱼的尾。
童鱼的问世不仅引起世界科技界的兴趣,也为我国的鱼类育种开辟了新的途径。中国科学院武汉水生生物研究所的科学工作者,以人工培养 385 天
的鲫鱼囊胚细胞为材料,在显微镜下用直径约 10 微米的细玻璃管取出囊胚细胞中的核,并把这种核移进事先已除去细胞核的鲫鱼卵细胞中,鲫鱼卵细胞虽没有与精细胞结合,却最终还是发育出小鱼。这说明,囊胚细胞的核在卵细胞质中,具有使组装细胞变成完整个体的能力,也就是说,鱼类的体细胞核与植物细胞一样,也具有潜在的全能性。
细胞融合
将不同种的活细胞融合成杂交细胞,通过培养以后往往能得到一个新品种。美国科学家将番茄和马铃薯细胞融合以后培育出了番茄和马铃薯杂交的品种,这种新品种既有番茄的滋味,又有马铃薯的味道,还具有一定的营养价值。医生们用试管里繁殖的癌细胞和人工培养的淋巴细胞融合,产生了杂交瘤细胞。它能形成抗体,杂交瘤细胞的培育成功是医学界的一项新突破。
鱼细胞核也有全能性
鱼类换核技术的成功,证明了鱼类细胞核的全能性,从而为鱼类的良种繁育开辟了广阔的诱人前景。这是因为长期来,鱼类的良种培育靠的是杂交育种,就是事先选取优点能互相补充的雌鱼和雄鱼杂交,再在杂种后代中精心选择,把具有雌、雄鱼类共同优点的杂种后代挑选出来,使它稳定繁殖。用这种方法培育新品种,要花费 10 多年的时间,并且需要较多的鱼池。当换核技术成功后,育种工作者只要在鱼群中得到一条优质高产的鱼,就可从它数以亿计的细胞中得到上亿个细胞核,用精巧的换核技术,把良种鱼的细胞核替换卵细胞的核,就能在短期内得到大量的良种鱼,这样不仅缩短了育种年限,而且减少了饲料的供应和鱼池数目。
换核技术结硕果
更令人振奋的是鱼类换核技术给创造新的鱼种立下了不朽功勋。例如我国科学工作者用鲤鱼红细胞的核换取了鲫鱼卵细胞核,结果得到了生长快、个体大、鱼味鲜美的鲫鲤鱼新种。这种新种是不可能通过鲤鱼和鲫鱼的有性杂交获得的,因为这两种鱼在分类学上分属两个不同的属。
鱼类换核技术的成功,也把科学家的视线引向哺乳动物,到 70 年代末期,7 只换核的小鼠已经出世,相信不久将会有换核兔、换核猪、换核牛等来到我们这个星球。
在不久以前,充满进取性的一部分科学工作者曾想使现代妇女生下年龄为 2430 余岁的埃及王子。事情是这样的:这些研究人员在柏林的某博物馆
中,发现第 721 号木乃伊的细胞仍保持着生命力,这具木乃伊就是在 2430 余年前离开人世的埃及王子,当时这位王子年仅一岁。这些科学家想把这位王子仍然保持活力的细胞核取出来,去替换现代妇女的卵细胞核,然后再将换核卵植入现代妇女的子宫中,换核卵岂不是可以在母体的滋养下发育成胎儿吗?这个胎儿实际上就是 2430 余年前的埃及王子的复制品。这种设想虽然充满浪漫主义的色彩,但具有科学依据的浪漫终究会成为科学海洋中的滚滚浪花,要是没有这种浪花,海洋会变成一潭死水,直至枯竭。
杂种细胞
用人工方法把两个或数个不同种的体细胞融合成为一个新细胞的过程称作体细胞杂交。细胞融合的结果可形成有两种染色体和细胞质的杂种细胞。动物细胞经过适当处理之后能够进行融合。植物细胞和细菌细胞,要先脱掉细胞壁游离出原生质体后进行融合。
许多亲缘关系较远的生物体之间很难杂交成功,但它们的体细胞却往往能够彼此融合,因而产生出杂种细胞。如今,科学家不但能够将人类细胞和动物的细胞融合成杂种细胞,而且还能够将植物的原生质体和人类的细胞融合成杂种细胞。