克隆猴，世界难题这样攻克

在中国科学院神经科学研究所的非人灵长类动物平台实验室，刘真博士用显微镜设备“去核”了卵母细胞。新华社记者金

几天前，经过五年的不懈努力，中国科学院神经科学研究所孙强团队突破了体细胞克隆猴子的世界难题，首次成功培育出“中种”和“花花”。该结果于1月25日作为封面文章发表在*学术期刊《细胞》上。

到目前为止，虽然绵羊、猪、牛、马、狗等哺乳动物的体细胞克隆已经取得了一个又一个的成功，但与人类相似的非人灵长类动物(猕猴)的体细胞克隆一直是生命科学领域尚未解决的问题。

为什么“鲜为人知”的孙强团队首先成功了？他们的成功意味着什么？记者与中国队取得了密切联系。

面对重大科学问题坚持不放弃是成功的关键。

"这个项目成功的主要原因是坚持克服重大科学问题。"中国科学院神经科学研究所所长、脑科学与智能技术卓越创新中心主任蒲慕明院士在谈到孙强团队成功的原因时说。

时间可以追溯到2000年。

那一年，经过六年的失败尝试，匹兹堡大学教授杰里·萨滕得出结论，“基于多莉(克隆羊)克隆猴子是不可行的”。当时，“克隆猴子”的研究在美国生命科学界很冷清。

尽管被判了“死刑”，但由于“克隆猴”对人类的重要性，世界各地的许多研究者仍在努力克服这一难题。

2007年，昆明理工大学灵长类动物转化医学研究所所长纪和中国科学院动物研究所的周琦团队发现，“体细胞克隆猴胚胎可以达到囊胚期”，否定了萨腾教授以前提出的“胚胎发育不能超过八细胞期”的观点。然后在2010年，美国的米塔利波夫团队成功移植了克隆猴胚胎，并将胚胎发育时间延长至81天。

尽管胚胎没能存活下来，但它给了大洋彼岸的蒲慕明希望。

2012年，在中国科学院神经研究所在浙江乌镇举办的一个关于非人灵长类动物研究的小型研讨会上，蒲慕明建议神经研究所必须立即开展猴体细胞克隆工作，并将这项任务交给孙强团队。

他告诉孙强:“猴子的怀孕周期大约是160天。美国科学家的成功只有以前的一半。我们也非常有希望——只要我们把剩下的一半做好。”

因此，在没有现成的平台和猴子基地的情况下，孙强带领一个由博士后刘真领导的团队开始了这项研究。

孙强说:“我们在苏州西山租了一个地方作为研究平台。那里的环境相对简单，我们17个人必须轮流买菜和做饭。他一周7天、一天24小时值班，日夜照看1000多只猴子。”

正是在这样一个困难的环境中，孙强队没有放弃，并克服了许多困难，最终克服了这个世界问题。

刘真说:“在此期间，有许多失败，但团队的每个成员都没有放弃希望。我们认为经历失败就是排除错误的道路。失败后，更重要的是调整心态，分析失败的原因，找到解决办法。”

“猴子是成本很高的灵长类动物，不像其他可以连续试验的实验。许多实验室可能会因为失败的次数而停止实验。”蒲慕明说，“起初我们不确定我们能否突破，但我们也在冒险。但一旦我们意识到这是一个非常重要的问题，我们就必须坚持下去。”

现有技术的整合和优化也是创新。

据媒体报道，参与克隆世界上第一只体细胞克隆动物多莉的英国科学家威廉·里奇(william ritchie)在一份声明中表示，克隆中重和华华的方法与克隆多莉的方法“相似”，但一些技术细节“有所更新”。

蒲慕明还承认，孙强团队没有发明任何新技术，而是整合并优化了世界各地所有与“体细胞克隆”相关的最新技术。"就是要巧妙地利用现有的技术并取得成效."

蒲慕明说，例如，米塔利波夫的实验不成功的原因之一可能是核转移过程不够详细。“我们进一步优化了这项技术。”

孙强团队的成功在于其精湛而熟练的显微镜操作技术。猴子的卵母细胞很难识别，“去核”(核转移的一个步骤)很难，需要极高的技术。如何能清楚快速地识别细胞核？研究小组发现，只有在偏振光照射下，细胞核才能在显微镜下显示出“阴影”，因此他们决定在移除细胞核时使用偏振光设备来精确定位细胞核。

为了尽量减少细胞损伤，提高胚胎存活率，整个手术时间必须尽可能短。刘确实是“无核化”的主要操作者。为了在“去核化”过程中快速准确，他努力练习了几年，最终能够在平均10秒钟内移除一个核。

刘真说:“整个核移植手术的基础是使用小鼠卵母细胞进行练习，这种练习持续3到4个月，每天持续8到10个小时。老鼠的基础是熟练的，从老鼠到猴子的基本操作不需要很大的跳跃，但是猴子卵母细胞的“去核”更困难，需要重新适应和熟练的过程。”

借助显微镜设备，刘震用一双灵巧的手反复练习，以最短的时间和最小的损失完成了“卵母细胞去核”和“体细胞移植”工作，为后续的克隆工作奠定了重要基础。

除了操作技术，孙强团队成功的另一个关键是找到合适的体细胞去甲基化和乙酰化的配方。

“这也受到了中国科学家和哈佛医学院教授张毅等科学家此前研究的启发。”孙强说。

蒲慕明说:“生物学中许多尚未突破的重大问题并不意味着需要开发新技术来突破。创新不一定意味着创造新技术和新理论，整合和优化现有技术。这也是创新。”更重要的是，我们不能只进行渐进的创新。我们必须根据该领域公认的难题和里程碑，大胆解决关键问题。只有这样，我们才能在这个领域取得领先地位。

为了实现更多的重大突破和原创性突破，必须重视为当地青年培养创新型人才。

孙强和刘真都没有出国留学的经验。他们真是“屠博士”。

目前最常见也最容易成功的是去国外的好实验室做博士后，发表好文章，然后回国成立自己的研究小组。许多年轻的研究人员选择了这条道路，但刘真没有。

2010年，刘真考入中国科学院神经科学研究所攻读硕士学位。在攻读硕士学位的第二年，他加入了导师孙强的研究团队，并跟随他们解决了从体细胞克隆猴子的世界级问题。当刘真博士于2016年毕业时，根据他在博士期间的学术成就，申请顶尖的外国实验室是没有问题的。但是刘真最终决定留下来挑战“克隆猴子”的问题。

对于这个决定，刘真从未后悔过，“我认为中国目前的科学研究状况与过去不同。国家也更加重视人才培养。在中国取得越来越多的世界领先成就是一种必然趋势。非人灵长类动物的体细胞克隆是一个非常具有挑战性的课题。蒲慕明院士多年前就认识到这个课题的重要性，并提出要克服这个难题，大力支持孙强教授领导的非人灵长类平台。在我看来，没有什么地方能比孙强神经科学研究所和教师实验室给我提供更好的机会和支持了。”

蒲慕明也相信刘真做出了正确的选择。“很少有实验室把这样一个危险的课题交给新来的博士后研究员。我们不仅为刘真这样的年轻博士后提供工作，还为他创造最好的科研环境、长期和持续的精神鼓励，并为他提供超越中国普通博士后的待遇。”

与此同时，蒲慕明表示，中国要想在科学研究上取得更多的重大突破和原创性突破，成为世界科学的领导者，就必须重视培养本土的年轻创新人才。本地培养的青年科技人才并不比留学归来的青年科技人才差，但目前高校和科研机构似乎更倾向于招聘“归国”青年科技人才，资金相对较多。

年轻的研究人员应该如何创新？刘真说:“一个人不可能凭空创造一些东西。信息交流非常重要。无论是与实验室讲师和同事的内部交流，还是同事之间的交流，都非常重要。此外，我们应该非常熟悉我们领域过去和现在的科学研究进展和趋势。任何创新都是基于我们前辈的工作。”