首頁 科技 科技要聞

無限複製夢碎 研究發現複製技術有極限

實驗室複製小白鼠示意圖。(Shutterstock)
實驗室複製小白鼠示意圖。(Shutterstock)

編譯/薛止墨
日本最新研究發現,複製哺乳動物存在「硬限制」。對於那些希望實現「無限」複製的科學家來說,無疑是沉重打擊。

日本研究團隊在長達20年的實驗中,複製(clone)一隻雌性老鼠,接著再用複製鼠進行複製,連續傳了58代。但在產生超過1,200隻複製鼠後,實驗停止了,因為到最後一代,儘管身體外觀沒有明顯的畸形,但這些老鼠出生後不斷死亡。

研究資深作者、山梨大學生物學家若山照彥(Teruhiko Wakayama)告訴路透社,「我們原本以為可以無限的製造複製體。這也是為什麼結果讓人這麼失望。」這項研究成果已發表於《自然–通訊》(Nature Communications)期刊。

他補充,「目前我們還沒有任何方法可以突破這個限制。我認為我們需要開發全新技術,從根本上改進核移植技術(nuclear transfer technology)。」核移植技術指體細胞核移植技術,是目前動物複製主流技術。

若山表示,「在複製過程中,所有基因都會傳給下一代,意味著所有缺陷基因也一併被繼承。由於這些突變不斷累積,哺乳動物無法透過複製維持物種的延續。」複製鼠失敗示意圖。若山表示,「在複製過程中,所有基因都會傳給下一代,意味著所有缺陷基因也一併被繼承。由於這些突變不斷累積,哺乳動物無法透過複製維持物種的延續。」複製鼠示意圖。(123RF)

微小突變累積 複製鼠逐代惡化

「再複製」(recloning)的做法起初似乎沒問題。2005~2013年,研究人員將老鼠再複製25代,發現複製鼠基本上都很健康。若山表示,當時他們得出的結論是再複製可能可以「無限期」進行。

然而,複製鼠從第27代開始出現問題,生育能力下降,每胎產仔數減少、胎盤變大,且死亡個體越來越多。到第57代存活率已不足1%。到第58代,所有再複製鼠都在出生隔幾天死亡,具體死因不明。

事實證明,「完美」的複製品並非真的完美。透過對每一代進行DNA定序發現,隨著時間推移,牠們體內累積微小突變,像滾雪球一樣演變成巨大變異。在某些案例中,複製鼠甚至丟失整條X染色體。

若山說,「人們曾經認為複製品與原型完全相同,但透過這項研究可以清楚看到,突變發生的速率比自然交配出生的後代高3倍。」

這個實驗結果確實令人震撼,也讓人反思基因複製的倫理與生物極限。許多生物(如某些植物和細菌)基本上是透過複製自己來繁衍後代,但進行有性生殖的哺乳動物,顯然無法在不付出代價的情況下做到這一點。看來需要注入基因多樣性,才能防止整個血脈崩潰。

若山表示,「在複製過程中,所有基因都會傳給下一代,意味著所有缺陷基因也一併被繼承。由於這些突變不斷累積,哺乳動物無法透過複製維持物種的延續。」◇