nature杂志最新文章

“克隆”是从英文“clone”音译而来，在生物学领域有3个不同层次的含义。 1．在分子水平，克隆一般指DNA克隆(也叫分子克隆)。含义是将某一特定DNA片断通过重组DNA技术插入到一个载体(如质粒和病毒等)中，然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的大量完全相同的该DNA片断的“群体”。 2．在细胞水平，克隆实质由一个单一的共同祖先细胞分裂所形成的一个细胞群体。其中每个细胞的基因都相同。比如，使一个细胞在体外的培养液中分裂若干代所形成的一个遗传背景完全相同的细胞集体即为一个细胞克隆。又如，在脊椎动物体内，当有外源物(如细菌或病毒)侵入时，会通过免疫反应产生特异的识别抗体。产生某一特定抗体的所有浆细胞都是由一个B细胞分裂而成，这样的一个浆细胞群体也是一个细胞克隆。细胞克隆是一种低级的生殖方式－无性繁殖，即不经过两性结合，子代和亲代具有相同的遗传性。生物进化的层次越低，越有可能采取这种繁殖方式。 3．在个体水平，克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体。比如，两个同卵双胞胎即为一个克隆！因为他（她）们来自同一个卵细胞，所以遗传背景完全一样。按此定义，“多利”并不能说成是一个克隆！因为“多利”只是孤单的一个。只有当那些英国胚胎学家能将两个以上完全相同的细胞核移植到两个以上完全相同的去核卵细胞中，得到两个以上遗传背景完全相同的“多利”时才能用克隆这个词来描述。所以在那篇发表于1997年2月出版在《Nature》杂志上的轰动性论文中，作者并没有把“多利”说成是一个克隆。 另外，克隆也可以做动词用，意思是指获得以上所言DNA、细胞或个体群体的过程。 二、克隆技术 1．DNA克隆 现在进行DNA克隆的方法多种多样，其基本过程如下图所示(未按比例) 可见，这样得到的DNA可以应用于生物学研究的很多方面，包括对特异DNA的碱基顺序的分析和处理，以及生物技术工业中有价值蛋白质的大量生产等等。 2．生物个体的克隆 (1)植物个体的克隆 在20世纪50年代，植物学家用胡萝卜为模型材料，研究了分化的植物细胞中遗传物质是否丢失问题，他们惊奇地发现，从一个单一已经高度分化的胡萝卜细胞 可以发育形成一棵完整的植株!由此，他们认为植物细胞具有全能性。从一棵胡萝卜中的两个以上的体细胞发育而成的胡萝卜群体的遗传背景完全一样，故为一个克隆。如此的植物的克隆过程是一个完全的无性繁殖过程! (2)动物个体的克隆 ① “多利”的诞生 1997年2月27日英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所的伊恩·维尔莫特科学研究小组向世界宣布，世界上第一头克隆绵羊“多利”(Dolly)诞生，这一消息立刻轰动了全世界。 “多莉”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊，两只是苏格兰黑面母绵羊。芬兰多塞特母绵羊提供了全套遗传信息，即提供了细胞核（称之为供体）；一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞；另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫，是“多莉”羊的“生”母。其整个克隆过程简述如下： 从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞，将其放入低浓度的营养培养液中，细胞逐渐停止了分裂，此细胞称之为供体细胞；给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素，促使它排卵，取出未受精的卵细胞，并立即将其细胞核除去，留下一个无核的卵细胞，此细胞称之为受体细胞；利用电脉冲的方法，使供体细胞和受体细胞发生融合，最后形成了融合细胞，由于电脉冲还可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应，使融合细胞也能象受精卵一样进行细胞分裂、分化，从而形成胚胎细胞；将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内，胚胎细胞进一步分化和发育，最后形成一只小绵羊。出生的“多莉”小绵羊与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。 一年以后，另一组科学家报道了将小鼠卵丘细胞(围绕在卵母细胞外周的高度分化细胞)的细胞核移植到去除了细胞核的卵母细胞中得到20多只发育完全的小鼠。如呆“多利”因为只有一只，还不够叫做克隆羊的话，这些小鼠 就是名副其实的克隆鼠了。 ② 通过细胞核移植克隆小鼠的基本过程 在本实验中，卵丘细胞是经如下过程得到的：通过连续几次注射绒毛膜促性腺激素，使雌鼠诱导成高产卵量状态。然后从雌鼠输卵管中收集卵丘细胞与卵母细胞的复合体。经透明质酸处理使卵丘细胞散开。选择直径为10－12微米的卵丘细胞用作细胞核供体（前期实验表明，若用直径更小或更大的卵丘细胞的细胞核，经过细胞核移植的卵母细胞很少发育到8细胞期）。所选择的卵丘细胞保持在一定的溶液环境中，在3小时内进行细胞核移植（与此不同的是，在获得“多利”时用作细胞核供体的乳腺细胞先在培养液中传代了3－6次） 卵母细胞（一般处于减数分裂中期 II ）通过与上面描述类似的方法，从不同种的雌鼠中收集。在显微镜下小心地用直径大约7微米的细管取出卵母细胞的细胞核，尽量不取出细胞质。同样小心取出卵丘细胞的细胞核，也尽量去除所带的细胞质（通过使取出的细胞核在玻璃管中往复运动数次，以去除所带的少量的细胞质）。在细胞核被取出后5分钟之内，直接注射到已经去除了细胞核的卵母细胞中。进行了细胞核移植的卵母细胞先放在一种特制的溶液中1－6小时，然后加入二价的锶离子（Sr2+）和细胞分裂抑素B。前者使卵母细胞激活，后者抑制极体的形成和染色体的排除。再取出处理过的卵母细胞，放在没有锶和细胞分裂抑素B的特制的溶液中使细胞分裂形成胚胎。 不同阶段的胚胎（从2细胞期到胚泡期）被分别植入几天前与已经结扎雄鼠交配过的假孕母鼠的输卵管或子宫中发育。发育完全的胎儿鼠在大约19天后通过手术取出。 目前胚胎细胞核移植克隆的动物有小鼠、兔、山羊、绵羊、猪、牛和猴子等。在中国，除猴子以外，其他克隆动物都有，也能连续核移植克隆山羊，该技术比胚胎分割技术更进一步，将克隆出更多的动物。因胚胎分割次数越多，每份细胞越少，发育成的个体的能力越差。体细胞核移植克隆的动物只有一个，就是“多利”羊。 三、克隆技术的福音 1． 克隆技术与遗传育种 在农业方面，人们利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种，大大提高了粮食产量。在这方面我国已迈入世界最先进的前列。 2． 克隆技术与濒危生物保护 克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音，具有很大的应用前景。从生物学的角度看，这也是克隆技术最有价值的地方之一。 3． 克隆技术与医学 在当代，医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言，器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”，作器官移植之用，则绝对没有排斥反应之虑，因为二者基因相配，组织也相配。问题是，利用“克隆人”作为器官供体合不合乎人道？是否合法？经济是否合算？ 克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因，例如，在医学方面，人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干挠素，等等。

《科学》是美国科学促进会出版的一份学术期刊，为全世界最权威的学术期刊之一。《科学》是发表最好的原始研究论文、以及综述和分析当前研究和科学政策的同行评议的期刊之一。该杂志于1880年由爱迪生投资1万美元创办，于1894年成为美国最大的科学团体“美国科学促进会”（AmericanAssociationfortheAdvancementofScience，AAAS)的官方刊物。全年共51期，为周刊，全球发行量超过150万份。

《自然》：《Nature》杂志1869年创刊于英国，是世界上最早的国际性科技期刊，涵盖生命科学、自然科学、临床医学、物理化学等领域。自成立以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破，影响因子（17年数据）。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。

《Nature》网站涵盖的内容相当丰富，不仅提供1997年6月到最新出版的《Nature》杂志的全部内容，其姊妹刊物《Nature》出版集团(TheNaturePublishingGroup)出版的8种研究月刊，6种评论杂志，2种工具书。

扩展资料：

《科学》资金来源

多数科技期刊都要向读者收取审稿、评论、发表的相关费用。但《科学》杂志发表来稿是免费的。其杂志的资金来源共有三部分：AAAS的会员费、印刷版和在线版的订阅费、广告费。

《科学》竞争对手

在全球，《科学》杂志的主要对手为英国伦敦的《自然》杂志，该杂志创办于1869年，曾发表了大量的达尔文、赫胥黎等大师的文章。21世纪的前4年中，二者为率先发表人类基因排列的图谱而激烈竞争。

参考资料来源：百度百科-自然

参考资料来源：百度百科-科学

2004年，当美国科学家首次从成年小鼠皮肤分离出的干细胞培育出毛囊时，美国脱口秀节目《The Tonight Show》的前主持人Jay Leno开玩笑说，科学家“至少…治疗了小鼠的秃头”。16年后的现在，发表于《Nature》期刊上的Lee等研究者已经从人类干细胞中再生了毛囊。

《Nature》特别邀请了美国宾州大学医学院皮肤科Leo L. Wang博士与皮肤科主任Gee Cotsarelis教授，就此成果发表了他们的观点。

他们认为：「这一成就使我们更有机会产生无 *** 的毛囊，可利用将其移植到稀疏或没有头发的人的头皮上作为治疗方法。此外，如果这种方法到达了诊所，那么患有伤口、疤痕和遗传性皮肤病的人将可以获得革命性的治疗。」Gee Cotsarelis教授在接受新闻媒体采访时也表示，他相信这项研究会是解决掉发问题和毛发移植很重要的里程碑。

研究第一作者Lee与其他科学家证实，类器官（人造皮肤）可以移植到免疫缺陷小鼠体内且能生长出头发。这表示它们最终是有机会可以移植到人类头皮上。

小鼠背部长出人类毛发

科学家对皮肤组织的研究始于1975年。当时，一向具有里程碑意义的研究发现，角质形成细胞可以从皮肤表层分离并在体外培养。约十年后，从烧伤患者身上分离出的角质形成细胞，并开始使用于皮肤移植，以挽救生命。为使皮肤组织工程更进一步，移植皮肤必须包含更多正常皮肤的组成部分，例如毛囊、黑色素细胞、汗腺、神经、肌肉、脂肪、免疫细胞和表皮细胞等。美国哈佛大学医学院等机构的研究皆是聚焦于此。

哈佛医学院耳鼻喉科助理教授Karl Koehler、研究助理Jiyoon Lee和其同事证实，类器官培养系统再仔细优化生长条件后，能够力用人类多能干细胞生成皮肤类器官。

研究作者参考来自干细胞生物学和毛囊发育领域的研究来生成接近完整的皮肤类器官，像是在实验室中生长的自我组成组织，可以模仿发育中的皮肤。类器官样体已被模仿出各种器官，包括肠，肺，肾和脑。器官由许多细胞类型组成，而类器官通常由多能干细胞形成，它们具有形成所有成年细胞类型的能力。这些可以是胚胎干细胞或诱导性多能干细胞，它们是透过将成年细胞重编程为类胚胎状态而产生。

他们利用人类多能干细胞培养的皮肤类器官在培养4-5个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺以及神经回路。将其移植到免疫功能不全的小鼠（以确保移植物不会被动物的免疫系统排斥）的背上皮肤后，55%的移植物上长出了2-5mm的毛发，这表示该类器官能够与小鼠的表皮融合，形成含有人类毛发的皮肤。

Lee及其同事发现，它们的类器官表达的基因具有下巴，脸颊和耳部皮肤的特征。有趣的是，头皮上的真皮细胞也可能来自神经嵴。这表示类器官实际上可能模拟了头皮皮肤，借由改变细胞生长的培养条件，也可以调整实验方案以生成具有不同身体部位特征的皮肤。

毛发结构

70天进入生发阶段

表皮和真皮是皮肤的另一个主要成分，它们来自早期胚胎中的不同细胞类型。Lee与其他研究员优化了从人体多能干细胞产生的皮肤类器官（包含两种成分）所需的培养条件，并依序向干细胞添加了生长因子。 首先，他们使用BMP4和转录因子TGF-β的抑制剂诱导表皮的形成。接下来，他们用生长因子FGF2和BMP抑制剂处理细胞，以诱导颅神经嵴细胞的形成，进而形成真皮。

细胞生长在一个球体中。超过70天后，开始出现毛囊，最终产生了毛发（图1）。大多数头发被黑色素细胞染色，黑色素细胞也从颅神经嵴细胞发育而来。与毛囊相关的组织（例如皮脂腺，神经及其受体，肌肉和脂肪）也同步发育，进而形成非常完整的皮肤。然而，唯一缺少的一种成分是免疫细胞，其通常位于毛囊内和周围，并且在皮肤中具有多种作用。

【图1】皮肤在体外生长，有望作为未来的临床疗法。作者在体外将人类多能干细胞培养成球形的类皮肤结构，称为类器官。为此，他们先用促进皮肤表皮层生长的生长因子（BMP4和TGF-β抑制剂）处理细胞，然后再用诱导皮肤层形成的其他生长因子（FGF2和BMP4抑制剂）处理细胞。 脂肪细胞层也在此阶段形成）。长时间潜伏期（超过70天）后，在类器官中形成了完整的皮肤细胞补体，包括大约50个毛囊。当类器官被植入皮肤时，毛囊自然会以正确的方向定向。这些类器官可能被用于治疗脱发和遗传性皮肤疾病，并促进伤口愈合。

该小组的类器官将是分析各种生物途径在皮肤发育中的作用的一项理想工具－小分子抑制剂或抑制性RNA分子可用于阻断蛋白质或途径，并研究对皮肤生长的影响。类器官可以与全基因组关联研究或其他遗传数据结合使用，以分析特定的遗传突变如何改变皮肤发育，它们还可以帮助对皮肤和头发的疾病进行建模，并对实验药物的任何毒性及其功效进行筛选。

生长效率等问题尚未解决

除了这些体外益处之外，作者还证明了类器官在体内具有治疗潜力。这是一个令人兴奋的消息，将有机会透过引入皮肤类器官至伤口来促进愈合和防止疤痕，或将它们移植到缺少头发的区域。

然而，在这种治疗方法成为现实之前还存在几个问题。例如，头发要如何有效地繁殖？需要移植多少个细胞最终才能形成毛囊？ 作者们透过展示一个单独的实验室可以在相同的培养条件下用类器官生发来回答第一个问题，但是处理单个干细胞之间和来自不同人的干细胞之间的变异性是一个艰钜的挑战。

类器官形成毛囊所需的时间延长，模仿了胎儿皮肤的发育。与此相似的情况是，皮肤在卵泡开始生长之前都会经历一个潜在的“静止”阶段。然而，类器官准备移植需要花费140天的时间，这可能会阻碍这个治疗方法的潜力，例如：烧伤的人需要即刻进行皮肤移植。

在实际应用之前，仍有许多部分需要再做调整，像是在这个研究中生长出的头发很小，但将来要实际应用之前，需要更进一步优化培养条件来形成合理大小的头皮毛发。且未来的工作可能需要远离多能干细胞的使用，因为多能干细胞可能具有不良副作用，例如促进肿瘤形成等。最有可能的的替代方法是使用成体干细胞。

尽管研究还有许多可优化之处，Lee及其同事还是在“治愈”人类秃发这个领域已迈出的重要一步，并为其他更深的治疗可能性铺了路。

是的，普通人可以看nature。Nature是一个权威学术期刊，出版社是英国皇家学会。它发表了世界各地的科学文章，报道了最前沿的科学发现和技术进步。此外，Nature还有一个官网，在线阅读等功能，提供各种科学新闻和科学研究信息，普通人可以免费阅读。