当多利羊在1997年公布成果后迅速蜚声全球时,中国科学家早在1981年就培育出第一条克隆鱼——鲫鱼,却长期被媒体、公众乃至同行忽略。他们的开创性工作未能对世界科学产生应有的影响。本文回顾这段历史,探讨克隆鱼默默无闻的原因。
动物克隆的基本技术是细胞核移植:将一个胚胎或体细胞的细胞核移入一个去核的卵细胞中,由此获得的成体动物称为克隆动物。克隆分为胚胎细胞克隆和体细胞克隆。早在20世纪初,科学家就提出疑问:已分化的体细胞是仅保留了特定功能而丧失其他基因,还是保留了所有基因但选择性沉默?德国科学家汉斯·斯皮曼在1938年指出,只有实验才能回答这个问题。
中国科学院水生生物研究所朱作言院士指出:“从体细胞克隆的理论和成功的可能性来讲,鱼类的实验比多利羊早15年回答了这个问题。”他回顾道:“1949年开始,1952年出现同一物种胚胎细胞克隆的青蛙;1963年出现同一物种蝌蚪幼体肠上皮细胞克隆的爪蟾。第一阶段是美国人的研究,第二阶段是英国人的研究,第三阶段则是咱们中国人的研究:1973年以后,鲤鱼和鲫鱼之间、草鱼和鳊鱼之间成功完成异种克隆,直到1981-1986年成年鲫鱼体细胞的克隆,我国这十多年的克隆鱼研究写下了辉煌的一页。”
已故的严绍颐研究员在《童第周》一书中介绍:“鱼类的克隆研究,过去叫鱼类的细胞核移植,它首先是由已故中国实验胚胎学家、中国科学院海洋研究所前所长童第周教授于1950年代末提出的。”童第周和严绍颐等合作在1963年7月出版的《科学通报》上发表题为《鱼类细胞核移植》的论文,首先向国内外报道了鱼类的核移植。严绍颐说,童第周等的学术思想偏重于用此研究细胞质的功能,并同时研究细胞核和细胞质对发育和遗传的作用。
在第一篇鱼类研究论文于1963年发表后,“四清”和“文化大革命”开始了,童第周受到批判,工作无法进行。到1970年,在“抓革命,促生产”的号召下,他的研究集体重新开始工作。到1973年便获得了第一批鲤鲫移核鱼,并发现细胞质对个体的发育有一定影响。1977年,童第周等首先向国内外报道了对脊索动物海鞘的核移植。严绍颐指出,这些工作一直处于同期国际同类研究的前列,是科学文献中的精品。他认为,“1960年代中国正处于封闭状态,并无什么国际交流,甚至国外的文献也很难看到,所以,对鱼的克隆研究完全是由中国科学家开拓的研究领域。”
童第周1979年3月30日在北京逝世,由他主持撰写的论文《鲤鱼细胞核和鲫鱼细胞质配合而成的核质杂种鱼》以中英文发表在1980年第4期出版的《中国科学》上,报道了中国成功获得具有“发育全能性”克隆鱼的消息。这是世界上报道的第一例发育成熟的异种间的胚胎细胞克隆动物。然而,这是一篇没有作者、只有单位名称的论文。在汤姆森科学信息研究所的Web of Science上检索,这篇论文的引用率是零。
1981年,中科院水生生物研究所的一个研究小组将成年三倍体鲫鱼的肾脏细胞核移植到二倍体鲫鱼去核的卵子中,获得了三倍体的克隆鱼,并发育成成体,证明成年鱼的体细胞也可以去分化和再程序化,具有发育成个体的全能性。研究论文发表在1986年的《水生学报》上。这是世界上第一次报道的体细胞克隆动物。朱作言说:“这在科学发展中是一件很重要的事情,证明了成年细胞也可以去分化和再程序化,但是很可惜,当时没有得到更多的认可,直到1996年英国体细胞克隆羊多利出生时才掀起一场轩然大波。”
多利羊1996年7月5日在苏格兰研究所出生,1997年2月23日被介绍给公众,全世界数以千计的记者涌向罗斯林研究所,克隆羊片刻间成为轰动全球的爆炸性新闻,研究者一夜成名。而克隆鱼却鲜为人知。被问及为何中国科学家做的重要工作没有引起相应重视时,朱作言说:“中国当时还处于封闭状态,不知道外面世界怎样;同行也不认可,要求重复,但这样的实验不是谁想重复就能够重复的。当时科学院也希望宣传,但科学家害怕媒体毫无节制的渲染,从一个极端走向另一个极端。”
严绍颐在《童第周》一书中写道:“因为我们对克隆鱼的研究在国内外颇有一点名望,而我们的有些论文是用中文发表的,所以国际同行们并不全面了解其系统性进展,而国内在相当一段时间内,对不是从国外引进的研究课题或成果重视不够,或者说不大注意中国自己的科学家的独创性工作,‘外国的月亮比中国的圆’的思想根深蒂固,至今难以摆脱。”
在西蒙与舒斯特公司1988年出版的《科学时间表》上,列举了当代中国科学家的两项成果:第一是1981年中国科学家成功克隆出第一条金鱼;第二是中国科学家将人类生长荷尔蒙基因嵌入金鱼和鳅鱼中,导致这些鱼的生长速度比正常情况快4倍,这是朱作言领导的工作。严绍颐用中英文撰写了《鱼类的克隆——核质》一书,作为“国际生物学联合会”丛书之一,1998年由香港文化教育出版社出版并在全球发行。日本著名发育生物学家岗田节人在本书的序中写道:“已故童第周教授是将细胞核移植研究应用于鱼类的伟大先驱者。本书的作者严绍颐和他的同事们确立了技术并继承了这一伟大传统,他们在中国现代史中最困难的时期,继续长期地用细胞核移植法为鱼类胚胎学作出很大贡献,特别是在核质杂种鱼方面。这些都是真正独创性的工作。”
然而,确实有许多生物学家还不知道有这样重要的工作。例如,2005年美国《国家科学院院刊》(PNAS)发表了Christen Brownlee的综述文章《核移植:引入克隆》,回顾了核移植技术的历史和发展,引用了从1938年到2003年的16篇文献,但只字未提中国科学家的克隆鱼研究。中国的克隆鱼确实也被同行遗忘了。
中国科学家开创了鱼类克隆研究的新领域,有过相当的实力并有过系统的研究和积累,也曾有过属于自己的机会,但这样的传统没有得以传承,工作没有得到应有的发展并在国际上发挥其应有的影响。这究竟是个人原因、体制原因,还是历史误会?值得深思。