2014年1月第60期【文:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院 李贊東教授 譯: 蒼天浪】
近年來,基因工程學(xué)已有長足的發(fā)展;蛑亟M植物的改良也解決了重重險(xiǎn)阻,其研究結(jié)果被廣泛使用。1997年,擁有與另一只羊完全相同的基因,復(fù)制羊桃莉誕生了。(所謂復(fù)制動(dòng)物即是由一個(gè)細(xì)胞,或是以無性生殖繁殖出的動(dòng)物。)2000年,人類的DNA序列被解讀出來。哪一組基因決定了何種遺傳性質(zhì)也漸漸地獲得了解答。而應(yīng)用此技術(shù)的基因治療今后也應(yīng)會(huì)受到重視。
現(xiàn)在在這門學(xué)問中,從生物學(xué)到醫(yī)學(xué),各式各樣的學(xué)術(shù)理論相互交織,學(xué)者們也不斷努力地在不破壞自然生態(tài)系的情況下做復(fù)育工作,試圖增加瀕絕動(dòng)物的數(shù)量。
那么,藉由研究鴿子的基因,能不能讓鴿友們從中得利呢。雌雄的鑒定和親子關(guān)系的判定都可藉由此技術(shù)來達(dá)成。而從血統(tǒng)上來說,能夠判別鴿子是出自于哪個(gè)鴿系。也許在未來, 我們能夠經(jīng)由DNA對(duì)幼鴿做優(yōu)劣的判定;蚴墙逵杀萨澴佣喈a(chǎn)的鳥類,作出更多貴重的種鴿后代。如果什么都攤在陽光下,都能經(jīng)由人為來控制,有人認(rèn)為那么賽鴿就會(huì)變得不好玩了,然而我們對(duì)優(yōu)秀賽鴿的追求,對(duì)于鴿界的將來卻是必要的。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的李贊東博士,成功制造出了賽鴿和雞的嵌合體(也就是移植了不同基因繁殖出的動(dòng)物),以及賽鴿和鵪鶉的嵌合體。而在理論上,也可以復(fù)制出和原來一模一樣的鴿子。
以下是李教授和鴿友的邂逅,以及揭載了部份研究成果的手札。
熱心鴿友的支持
在2000年的某一天,從一通打來我家的電話開始的。一個(gè)帶著濃厚大阪腔,講話慢條斯理的聲音說道:「請(qǐng)問李老師在嗎?」因?yàn)槲覀兗业娜藥缀醵际菍W(xué)者,所以一時(shí)之間我搞不清楚他是要找誰!肝沂墙(jīng)由早稻田大學(xué)的石居教授介紹而打來的!顾终f。那么他要找的人就是我了。電話里的人很驚訝,因?yàn)閺奈业拿趾皖^銜看來,一點(diǎn)也不像是女性。這就是我和任秀夫先生的第一次對(duì)談。
在那之后我們?cè)陔娫捴杏终劻藥状侮P(guān)于賽鴿的事。后來我當(dāng)時(shí)應(yīng)文部省的邀請(qǐng),到新舄大學(xué)任教,趁著這個(gè)大好機(jī)會(huì),我和任先生便約在石居教授的研究室見面。然而我由于在前幾天都熬夜的緣故,check in完竟不小心在機(jī)場(chǎng)大廳睡著了,錯(cuò)過了約定時(shí)間,并沒有和他們見到面。后來還被石居教授揶揄是「趕不上國際線的大牌」。
即使如此,任先生依然在電話中和我談?wù)摪牙销椈蚴怯析赖幕蜣D(zhuǎn)殖到鴿子身上做嵌合體的話,也許能夠做出不會(huì)被猛禽襲擊的鴿子;以及在美國的康乃爾大學(xué),有使用磁石來研究賽鴿的方向判定能力等許多有趣的事情。到底這位任先生是怎么樣的人呢?于是我?guī)е闷,在去九州大學(xué)開會(huì)的時(shí)候,便順道去了大阪一趟。在新大阪站,任先生和他的友人胡英輝特地來迎接我。這兩個(gè)人在鴿子方面擁有不亞于我的知識(shí),因此相談甚歡。
這時(shí)我們已經(jīng)開始談?wù)撈鹎逗哮澯?jì)畫的具體實(shí)行方式。而最感謝的是,任先生答應(yīng)提供進(jìn)行嵌合鴿研究最不可或缺的賽鴿受精蛋,并且還是無償?shù)。而?duì)于產(chǎn)蛋后必須要馬上把蛋從父母身邊拿走這一項(xiàng)麻煩的任務(wù),他也不厭其煩地接受了。
顯微鏡下的超精密作業(yè)
在此以雄賽鴿和雌鵪鶉為例子來說明一下嵌合體的制作方式。
首先將賽鴿受精卵的胚盤細(xì)胞(也就是在蛋里,將來會(huì)成為胚胎部份的細(xì)胞),使用酵素分離成單個(gè)細(xì)胞。再將這數(shù)百個(gè)細(xì)胞,以直徑30微米的玻璃針頭(此稱為顯微注射)移植到鵪鶉的內(nèi)胚層。而進(jìn)入鵪鶉內(nèi)胚層的賽鴿細(xì)胞,會(huì)參與鵪鶉卵內(nèi)所有的臟器形成,并且進(jìn)入將來會(huì)成長為生殖腺體的生殖突中。像這樣將不同的動(dòng)物的細(xì)胞混合產(chǎn)生的,不屬于自然界的新動(dòng)物,就叫做嵌合體。
制作出的生殖腺嵌合體一旦開始性成熟,雌雄各自會(huì)產(chǎn)生供體(提供胚盤細(xì)胞的部份)和受體(接受胚盤細(xì)胞的部份),所以能夠產(chǎn)生出兩種生殖細(xì)胞。也就是說,雌的嵌合體能夠產(chǎn)生賽鴿和鵪鶉兩種卵細(xì)胞,而雄的嵌合體也能夠產(chǎn)生出賽鴿和鵪鶉兩種精細(xì)胞。
而將雌雄嵌合體交配后,兩種精細(xì)胞和兩種卵細(xì)胞將會(huì)隨機(jī)結(jié)合,產(chǎn)生出鵪鶉或是賽鴿。如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺晒,就能使用繁殖力較高的鵪鶉或是雞,將貴重的賽鴿的種鴿后代量產(chǎn)。或是使用這個(gè)方法轉(zhuǎn)換型態(tài)制作出新的鳥類,例如從鴿子的供體里分離出的胚盤細(xì)胞,將其再加入其他鴿子的基因后移植到受體上,就能生下?lián)碛型鈦砘虻那逗象w。
我第一次看到鴿子蛋的時(shí)候,覺得它又小又白如夢(mèng)似幻,讓我好生感動(dòng)。我在新舄大學(xué)努力研究,一個(gè)月后終于成功做出了賽鴿和雞的嵌合體。它擁有白來亨雞的白色羽毛,頸部則是混雜著黃、灰、茶,全身布滿某種充滿光澤的銀色。是一只乖巧又親人的鳥類。這只鳥在約四個(gè)月后性成熟,生下兩種不同顏色(白和褐)的蛋,共有五十四個(gè)。蛋的重量在43克到59.7克之間,有些不太規(guī)則。蛋黃的重量則是在9.3克到15.5克之間,有堅(jiān)固的卵黃膜。將這些蛋和養(yǎng)在同一房間的橫斑蘆花雞、羅德島雞、白來亨雞、烏骨雞的蛋做比較,無論是蛋和蛋黃的重量、卵黃膜的強(qiáng)度和蛋殼的顏色,都沒有任何相似點(diǎn)。
這只嵌合體于2001年7月23日突然死亡。死亡原因極有可能是輸卵管阻塞。但也有可能是死于因夏季的不良環(huán)境而起的緊迫,或是對(duì)異種的免疫反應(yīng)。九月下旬我從美國的術(shù)會(huì)議歸來的時(shí)候,此消息帶給我的沖擊不亞于九一一事件。在這只雌嵌合體誕生后,還有兩只雄嵌合體也接著誕生,一只死亡,另一只則是剛好在那時(shí)候性成熟,真是令人十分惋惜。
而混合了兩只不同賽鴿的嵌合體,則是生存了十七天,在即將孵化的時(shí)候死亡。由于蛋十分貴重,因此無法先測(cè)試便直接開始了正式實(shí)驗(yàn),參考制造雞的時(shí)驗(yàn)方式慎重地進(jìn)行。這個(gè)實(shí)驗(yàn)不是成功便是失敗,沒有中間值可言。因此總讓人非常緊張又興奮。在新舄大學(xué)停電的日子,我們還特地把巨大的孵蛋機(jī)給搬到自家公寓。
2001年四月,實(shí)驗(yàn)尚未完全成功時(shí),我在新舄大學(xué)的任期已經(jīng)結(jié)束,因此便回北京去了。而在離開前,任先生和胡先生還特地來新舄安慰泄氣的我。并且?guī)兔ν杏龑?shí)驗(yàn)用雞蛋的小林先生也招待我去他家坐坐。也許是鴿友們都擁有愛鳥的共通點(diǎn)吧,就連初次見面的人也一見如故,對(duì)我非常親切。因?yàn)橛辛诉@些人的熱情支持,我才能不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對(duì)此我表達(dá)由衷感謝。我認(rèn)為這是賽鴿所帶給我的小小幸福。
鍥而不舍
2002年二月,幸運(yùn)地由于文部省學(xué)術(shù)振興會(huì)的招募,我又能夠來到日本。我所赴任的國立水俁病綜合研究中心,有位任職于基礎(chǔ)研究部病理室的桑名老師,他長年研究鳥類的生殖,也擁有制作鳥類嵌合體的設(shè)備。而我這里也有兩名出自我手的畢業(yè)生,他們表示能夠幫忙。萬事具備只欠東風(fēng),于是懷著雀躍的心情,我再度開始了實(shí)驗(yàn)。
此時(shí)任先生和胡先生,以及任先生在水俁市的另外一位養(yǎng)鴿子的朋友弘田先生,他們?cè)俣忍峁┙o我賽鴿的蛋。以及素未謀面,隸屬于王將連合會(huì)的加藤先生和奧田先生也送來賽鴿的受精卵。在實(shí)驗(yàn)開始前我內(nèi)心早已經(jīng)充滿了感謝之情。
這次我選擇大小和鴿子差不多的鵪鶉作為受體。將個(gè)體間飛行能力的差異列入考慮,把復(fù)數(shù)鴿子的細(xì)胞混合制作的嵌合體又會(huì)成為什么樣的個(gè)體,我將這個(gè)想法具體化為實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)月后,實(shí)驗(yàn)成功了。
賽鴿和鵪鶉的嵌合體生存率為13.31%,而不同賽鴿間的嵌合體生存率則為18%。
在此說明一下實(shí)驗(yàn)的經(jīng)過。首先從送來的種鴿蛋中只選出還在胚盤期的蛋,其他的雖然可惜但只能舍棄。接著以細(xì)玻璃針采取細(xì)胞時(shí),有一部分的胚胎將會(huì)死亡。在四十八小時(shí)后,將細(xì)胞移入中間的蛋殼被切除的蛋里(參照?qǐng)D片)的時(shí)候,又有一部分會(huì)死亡。連在胚胎開始呼吸發(fā)育成雛鳥,到從代用蛋殼里孵化的時(shí)候,都不可掉以輕心輕率作結(jié)。每天早上打開孵蛋機(jī)的時(shí)候,我都有種不敢面對(duì)的心情。
就在四月四日的早晨,一只賽鴿和鵪鶉的嵌合體誕生了,隔天又誕生了另外一只,我對(duì)這些跨越重重難關(guān)的生命感到十分憐愛,我不禁親吻起它們來。
第二次的實(shí)驗(yàn)成功,三只賽鴿和鵪鶉的嵌合體誕生了。其后不同賽鴿間的嵌合體也成功了一只。用小小的滴管喂了一些代乳之后,它們開始會(huì)索食了,然而卻因?yàn)檎也坏竭m合的代母,在十五小時(shí)后它們便死亡了。我感受到彷佛是自己的孩子死去般的悲凄。
雖說是為了研究,我常常帶給這些經(jīng)過重重苦難后生下的生命更多的痛苦。要說我把這些生命把玩于股掌之間,我也無法反駁。說不定將來會(huì)有報(bào)應(yīng),但到時(shí)我也愿意概括承受。
賽鴿帶給我的,是研究事物的幸福,以及來自許多人的友情。每當(dāng)看見鴿子飛翔于天空,我總是會(huì)目不轉(zhuǎn)睛地凝視。想像著有愛它們的人在遙遠(yuǎn)的地方等待著它們回家。我想鴿子和人類是差不多的生物吧。
能否以科學(xué)的方式來判別鴿子的血統(tǒng)呢?帶著這個(gè)想法,我未經(jīng)預(yù)約便拜訪了各個(gè)大學(xué)的研究室,而早稻田大學(xué)的石居教授聽了我的想法,表示有興趣,便馬上著手開始實(shí)驗(yàn)。在解析了樣本鴿的DNA之后,我們發(fā)現(xiàn)DNA可以用來判別公母,以及這只鴿子所擁有的占前三多的血統(tǒng)。接下來談?wù)勈咏淌谒榻B的,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的李贊東教授。李教授成功做出了前有未有的賽鴿嵌合體。我相信在不遠(yuǎn)的將來也許能做出不受猛禽襲擊的鴿子,或是將優(yōu)秀賽鴿的細(xì)胞冷凍保存并復(fù)制。也感謝她能在百忙之中特地抽空協(xié)助這次的實(shí)驗(yàn)和成果發(fā)表,在此致上十二萬分感謝。
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