克隆能实现永生吗？动物连续克隆的次数极限在哪里？

3分钟前

你是否曾设想过，借助克隆技术，生物能否突破自然繁殖的限制，实现近乎“永生”的延续？

我们从课本中得知，哺乳动物在自然状态下依靠有性生殖繁衍。直到克隆羊多莉诞生，科学家才发现哺乳动物细胞也具备发育成完整个体的潜能。

克隆技术不仅在科学层面意义重大，还具有实际应用价值。比如农业领域，养殖者可通过克隆保留优良性状动物，降低育种成本；科研人员也期望用它拯救濒危物种。

7月11日在西藏（当雄）金丝野牦牛繁育基地拍摄的克隆牦牛。新华社记者晋美多吉摄

不过，多次克隆尝试后，科学家发现克隆动物常存在各种异常。这引出一个关键问题：动物能被无限克隆吗？

《自然-通讯》杂志近期发表的论文给出了答案——不能。

一场持续二十年的克隆研究

1997年，夏威夷大学的柳町隆造与若山照彦克隆出小鼠，这是克隆技术的里程碑。没人料到，这只是探索的开始。

回到日本后，若山照彦与妻子若山清香着手研究克隆动物的极限。2005年起，他们重复着“克隆小鼠—待其成年—用其细胞克隆下一代”的流程。初期几代克隆成功率仅4%-8%，但后来逐步提升，第25代时成功率接近15%。

更关键的是，第25代小鼠与第一代的基因测序结果几乎一致，这让团队一度乐观认为无限克隆或许可行，并于2013年将成果发表在《细胞》子刊。

然而，意外出现了。尽管严格控制克隆方法，从第27代起，克隆成功率持续下降，最终回到6%左右。后续几代虽有反弹，但整体呈下降趋势。到第57代，成功率仅0.6%；第58代时，已无法获得能持续存活的个体，最初那只小鼠的克隆链就此断裂。

无法避免的基因异常

为探究克隆成功率锐减的原因，研究人员从诱导分化化学物有效性、克隆胚胎发育情况到表观遗传修饰等方面展开分析，未发现能解释后期崩溃的表观遗传或发育异常累积。

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随后，他们将目光聚焦于细胞积累的突变，并设计了一个巧妙实验验证。具体来说，分离小鼠卵母细胞，人工诱导其从单倍体变为二倍体——这样若基因存在致命缺陷，会通过纯合方式显现。

正常细胞有父母双方的基因，若一条关键基因失效，另一条可代偿。而实验让细胞两套基因完全来自一方，失去“双保险”。

结果显示，第25代克隆小鼠卵母细胞处理后发育成功率仅12.7%，第53代降至0%，对照组则高达91.3%。这表明连续克隆会使小鼠卵母细胞中致死性突变随世代增加而累积。

触目惊心的突变累积

为深入了解致死性突变，研究人员通过测序重构小鼠全基因组。

结果证实了猜测：二十年连续克隆中，第57代小鼠基因组较第一代出现约3700个单核苷酸变异（如同生命天书的“错别字”），还有80个插入/缺失突变（类似排版错误）。

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平均每代克隆小鼠新增约70个“错别字”、1.4次排版错误。更严重的是，第57代小鼠出现80多个基因组结构变异，包括染色体缺失、易位等，好比生命天书被撕去几页，克隆个体自然问题重重。

《自然》杂志评论指出，这些克隆小鼠的突变率约为正常小鼠的三倍。后期世代中，大规模DNA变化不断累积，包括染色体片段删除、翻转、转移甚至丢失，最终因基因混乱无法克隆新个体。

研究总结

历经20年尝试、58代繁衍及超3万次克隆实验，若山团队找到了单只小鼠连续克隆的极限：几十代后，细胞核积累的基因突变会积重难返，导致生命无法延续。

论文作者提到，自多莉羊诞生，克隆技术被寄予农业改良、再生医学、珍稀遗传资源保护等厚望。但研究结果显示，要实现哺乳动物克隆的实际应用，需更深入理解这些生物学限制并开展进一步研究。

同时，该研究再次印证进化的必然性：有性生殖对哺乳动物长期生存不可或缺。

参考文献

[1]Can a mouse be cloned indefinitely? Decades-long experiment has answers，https://www.nature.com/articles/d41586-026-00945-7

[2]Limitations of serial cloning in mammals，https://www.nature.com/articles/s41467-026-69765-7

[3]Development of normal mice from oocytes injected with freeze-dried spermatozoa，https://www.nature.com/articles/nbt0798-639

策划制作

作者丨叶拾科普创作者

审核丨李旭中国科学技术大学副教授中国生物化学与分子生物学会会员

策划丨徐来

责编丨张一诺

审校丨张林林