现在连机器人都学会了克隆技术。近日，全球首只由机器人操作的克隆猪在天津诞生。13头存活仔猪全部由猪的体细胞克隆而来，全部为精挑细选的优良品种。
该研究来自南开大学机器人研究所赵鑫教授领导的跨学科研究团队。2002年，南开大学机器人研究所研发的“生物医学工程微操作机器人系统”获得国家技术发明二等奖。时隔15年，在天津市畜牧兽医研究所的支持下，微操作机器人系统又取得重大突破，机器人成功克隆猪在世界上尚属首次。
“克隆”一词风靡全球，还要感谢21年前一只名叫多莉的绵羊。1996年，她登上《自然》杂志，成为世界上最著名的羔羊，成为人类第一次看到活的哺乳动物被成功克隆。随后，全球掀起了一股“克隆热”。人们不断地宣布克隆牛、克隆猪，甚至克隆猫的成功。当然克隆技术最新情况，这也引发了各种争议和思考。
今天，体细胞克隆已成为改良生物品种的经典方法之一。克隆后代与体细胞供体具有完全相同的基因，也就是说，它们具有与父母相同的品质。
克隆猪的过程非常复杂，成功率很低。如果用最简单的话来描述这一艰巨的工程，大致可以分为三个步骤：首先，获得优良品种的体细胞和普通母猪的卵母细胞；第三步将细胞核注射到代母母猪体内克隆技术最新情况，直至小牛出生。
机器人所做的是第二个也是最复杂的关键步骤。在赵鑫看来，无论是人工操作还是机器人微操作，体细胞克隆技术的关键难点在于如何将对细胞的损伤降到最低。
在整个过程中，细胞核的提取和注入是最难的环节。“以往在显微镜下进行人工操作，需要反复调整目镜的位置，同时依靠个人多年的经验和技术，完成细胞核的‘取’和‘放’。” 赵欣表示，毕竟人工操作不稳定，技术人员水平存在差异等问题，“机器人在这些方面有很大优势。”
南开大学研究团队研制出集检测、分析、操作于一体的具有可视化、微创、定点、定量功能的原位显微分析操作仪。这是克隆猪的机器人。借助它实现了机器人核移植的自动化过程，包括卵母细胞拨动寻找极体、细胞核提取和体细胞注入三个部分。
机器人对一个直径只有几微米的细胞进行一次大“手术”只需一分钟，比人类还要“温柔”。在这样一个微观世界里，要保证精度是非常困难的。“不仅仅是尺寸的精准，还有如何让力量恰到好处。” 赵欣形象地打了个比方，如果说过去人类的力量是“重拳”，那么现在机器人可以做到“轻推”。在电脑的控制下，机器人采用基于平衡压力模型的操作，能够准确保证取核过程更加可控，“力道不大不小”。
通过分析“机器手”与细胞接触过程中对细胞的受力，机器人现在已经能够以最小的力移动细胞并提取细胞核，确保了细胞核移植过程中的最小受力手术。“人工操作电芯，电芯最大变形量为30～40微米，机器人操作最大变形量经计算缩小到10～15微米。”
实验结果证明机器人在这方面确实更胜一筹。后续细胞培养表明，与人工操作相比，基于最小力细胞成核操作的后续细胞发育率明显更高。
数据更是有力的证明。在体外实验中，赵鑫团队利用该微操作平台对53个卵母细胞进行核移植，其中11个重建胚胎发育成囊胚，这是克隆成功的标志，发育率达到21%。体细胞克隆的囊胚率一直保持在10%左右。
为了让这项技术“开花结果”，南开大学科研团队将核移植方法应用于猪的克隆全过程，完成了上千次核移植操作，验证了该方法的有效性。2017年1月初，分四批完成510例核移植手术，将这5??10个克隆胚胎移植到6头母猪身上。最终，两头母猪成功受孕，分别产下7头和6头健康克隆猪。
连日来，这批机器人自动化克隆成功的小猪收到了“亲子鉴定”报告，结果显示，13头克隆小猪与“代孕”母亲没有血缘关系，仅与供体细胞存在“亲子关系”。子女关系”。
作为最复杂的微操作之一，体细胞克隆技术的发展必然会遇到如何实现产业化的问题，因此机器人在整个过程中显得尤为重要。成功率，进而提高整个体细胞克隆技术的成功率。”
目前，该项目得到了国家重大科研仪器研制专项、“863”计划先进制造领域、天津市智能机器人重大科技专项的支持。
“我们的研究首次从细胞发育的角度指导显微操作，通过细胞应激建立显微操作过程与细胞发育结果之间的联系。” 赵鑫表示，这种方法的推广可以进一步提高显微操作技术对整个生物过程的影响。过程贡献。可以预见，其在辅助生殖、动植物品种改良、大众医疗、畜牧生产等领域具有良好的应用前景。
克隆技术赋予了人类更广阔的想象空间和无限可能，关于技术和伦理的争论在全球范围内不断上演。“关于克隆的研究是无止境的。” 赵欣说，“人类对世界的未知总是多于已知。”
关键词：克隆技术