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杨向中:从农村走出来的养猪户,造出美国第一只克隆哺乳动物 精选

已有 5956 次阅读 2018-3-10 00:02 |系统分类:科普集锦

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农村养猪户28天自学上大学,公费留学培育出全美首只克隆哺乳动物

民众的记忆总是很浅,只有开创性的技术才会被他们谨记。

人们会记得发明蒸汽机的瓦特、记得莫尔斯的摩斯电码、记得莱特兄弟发明了飞机,却不会想起还有哪些人为这些发明推波助澜。

克隆领域也是如此,多利羊如当红明星般成为克隆界最大的IP,而其他突破却因此桎梏于多利之下。

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克隆技术曾被认为是与原子弹一样惊艳的技术成果。

一开始科学家们人工重建青蛙受精卵,证明了克隆技术的可行性;随后他们又将实验范围扩大到鱼类、哺乳类,用胚胎细胞完成克隆;再然后他们尝试用有一定全能性的乳腺细胞作原材料,证明体细胞也能进行克隆,于是多利羊诞生了。

但是,再然后呢?克隆领域似乎再也没有大新闻,乳腺细胞克隆似乎就是这个领域的顶峰。

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其实上世纪末,就有一位中国养猪户,凭借不懈努力考取留美资格,做出了美国第一只哺乳动物——克隆牛“艾米”

艾米以高龄母牛的耳细胞为原材料进行克隆,是全球第一头非生殖细胞克隆牛,难度上不亚于多利羊。

他还率先完成大型动物再克隆实验,以克隆牛为原材料再度克隆出健康的二代克隆牛,他就是“克隆牛之父”——杨向中。

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杨向中从婴儿时期就开始与饥饿做抗争。

当时河北小农村生活远不如今日,总吃不饱的他看起来瘦骨如柴,有一次姑妈看见了都惊呼:“他还活着吗?”

后来艰苦长到9岁,五弟出生了,他常常寸步不离地照顾五弟,总将好吃的都嚼糊喂给五弟。

他还会背着五弟去上学,为了不影响其他人学习,就站在窗外趴在窗台上听课,又饿又疲惫地坚持着学习。

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他的父亲年轻时靠着读书考上中学、当上教师,拿着比邻居稍多一些的食物养活了家中5个孩子。

这也影响了杨向中,他对于学习的看法很简单:学习能摆脱饥饿,让全家人吃得上饱饭。

只是直到他高中学业结束,大学体系仍未恢复,高考无望又谈什么学习?

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断了求学的路,他最终决定做村里最辛苦、最肮脏的养猪工作。

村里人也想图个体面,都不愿意做养猪的苦差,也就只有残障人士才会被安排在猪圈工作。

他的母亲毫不留情地责备他:“你做这种工作,哪家舍得把姑娘嫁你?”

但杨向中却不以为然,他坚持认为他会养出区内最好的猪,逐渐摆脱贫苦。

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杨向中的事迹传到地方官员们耳朵里,他们向他抛出橄榄枝,承诺给他一份政治工作,这绝对是向中摆脱贫穷饥饿最好的机会。

但也就是那阵子,他从朋友口中得知了全国高考再度恢复,他毫不犹豫地拒绝了地方官员的好意。

此时距离考试还有28天,他一边照顾猪,一边读完了村里能找到的所有书。

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恢复高考的第一年,复习根本没有所谓重点难点,再加上杨向中高中毕业后就一直在养猪,难度可想而知。

更何况渴望搭上通往象牙塔首班车的人不计其数,而这一年的录取率仅有1%。

杨向中28天没有丝毫松懈,凭借努力成了极少数人中的一个,考入了北京农业大学(现中国农业大学),当时中国最负盛名的农业大学。

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杨向中(后排中间)与室友们

大学之前,贫穷和饥饿局限了向中的人生选择,他考虑的只能是如何养活家人和自己。

但接触了大学知识还有京城的生活之后,他第一次考虑起了人生抱负的问题。

他发现自己对动物繁殖奥秘有兴趣,动物如何繁衍后代?科学是否能够做到高产且健康?这些都能在学习中找到。

受饥饿折磨18年,他第一次感觉自己找到了反击的武器。

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杨向中与鼓励他了解动物繁殖的大学老师合影

兴趣使然,又有着丰富的养殖经验,于是他选择了畜牧专业。

凭着锲而不舍的生活态度,他一谈到学业,就有着一股浑然天成的自信。

大四上学期,杨向中成了畜牧系的风云人物:他以第一名的成绩考取了农业部委托教育部代招的公派赴美留学生。

接下来他将到当时农学生的伊甸园——康奈尔大学进修动物学。

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大学毕业时与同学合影

1982年末,他踏上了到美国康奈尔大学留学的征程。

他一抵达纽约就匆忙搭上灰狗大巴士*,五个小时后便来到康奈尔大学所在的伊萨卡市。

尽管出过前进行了密集的英语集训,但杨向中那蹩脚的英语仍然让他感到吃力。

为了快速克服困难,他在校外租了个单间和当地人住一块,既能快速适应美国环境,还能提高英语口语。

*注:Greyhound bus,美国历史悠久的跨城市长途商营巴士,价格比飞机便宜一半。

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因为没给自己喘气的机会,他才能逐渐成为了同期攻读博士的学子中最优秀的一位。

他选择的研究方向与导师的研究方向完全相反。

导师研究雄性动物繁殖,而他研究雌性动物繁殖,这主要因为他觉得雌性动物研究更能帮助中国农村摆脱饥饿。

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研究方向不同自然没办法跟着导师混,经费问题可是一个大难题。

但这些难不倒杨向中,他邀请导师与他一同申请经费。

为了让自己的项目始终由充足经费,他比所有人都努力科研,结果后期他的经费比导师都还要多。

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格子衫的杨向中和教授Robert Foote

谈到科研,就不得不提杨向中的贤内助——田秀春夫人

杨向中在出国之前与田秀春相识,为了有机会独处,他常常指导田秀春英语,出国后更是往来几百封信件,无不是英语相关的内容。

田秀春小他3级,毕业后便马不停蹄地飞往美国与他结婚。

婚后两人日常交流一如往常也都是工作上的事情,但那10年研究生涯却是他们最快乐的时光。

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两人简陋的婚礼

两人都是繁殖专业,杨向中主攻生物技术专业,田秀春则选择了与之互补的内分泌和分子生物学。

当时生物克隆研究正是热门的研究方向,两人可真算得上是赶上了时代。

他们这对夫妻档令许多生物界的学者都羡慕不已,两人通力合作完成了一系列前沿论文。

成果之丰硕引起了不少同行的注意,许多成果甚至开辟了克隆研究的新领域。

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杨向中与田秀春

1997年,这一年改变了杨向中的人生轨迹。

他的脸上长了一个小肉瘤,检查结果却是腮腺癌

与家人转述检查结果时,杨向中一脸平静,就像是开了个玩笑。

但坦然接受命运开玩笑需要多大的勇气,也只有当事人知道。

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或许担心自己余下的人生不足以做出更大的成就,他的日程变得更加紧凑。

他将工作看得比生命还重,但也没有忽视治病。

为了维持健康,他积极参加治疗,每三个月坚持看一次医生,左脸颊做了三次癌细胞切除手术,到了最后脸部变形严重,嘴巴都只能张开不到一厘米。

除此以外,他还接受两次肺部手术,一次脑手术,每一次手术都会切除他身体的一部分,这都只是为了再多努力工作几年。

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除此之外,还有另一件事对他影响巨大:同一年克隆羊多利出生的消息首次对外公布。

这在当时引发了大量的讨论,内行的惊叹技术的进步,外行的争论争论克隆人的伦理问题。

但对于杨向中而言,多利羊不仅是打开了新世界的大门,更是一扇他无比熟悉却未曾推开的大门。

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1952年,美国科学家Robert Briggs和Thomas King将青蛙受精卵的细胞核移植到卵母细胞中,发育出胚胎。

卵生动物本就体外排卵,青蛙的卵母细胞较大也方便操作,而且青蛙受精卵在水中就能成长发育,因此难度相对低了很多。

但这是人类第一次用细胞核移植技术成功发育出胚胎,这项成果意义不在技术的突破,而是证明了克隆技术的可行性。

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Robert Briggs和Thomas King

青蛙克隆实验的成功,为动物克隆建起全新的理论大厦。

更多科学家想要探究,除了青蛙,其他动物能克隆吗?特别是哺乳动物能不能克隆?全能性极低的成熟体细胞能否成为原材料?

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问题单一处理倒是很快有了答案:

1958年英国科学家成功将蝌蚪肠上皮细胞(体细胞)的细胞核移植到青蛙卵细胞里,成功发育出胚胎;

1963年,我国科学家童第周第一次成功克隆了亚洲鲫鱼,夺下“其他动物克隆”的第一滴血;

1984~1994年间,哺乳动物羊、鼠和牛的克隆都相继有人完成,只是使用胚胎分裂技术*,技术上并无太大进步,也就没有获得关注。

*注:胚胎分裂技术是将胚胎细胞的核移植入卵母细胞,等于将体内受精的过程转到体外,与现在普遍认为的克隆略有差异,民众所认为的克隆一般是出生个体和母体一模一样。

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童第周与其妻子

克隆领域的疑惑几乎都得到了解惑,那如果将问题都结合在一起呢?

学生时期的杨向中恰好有这样的雅致,他想要试试兔子的体细胞与卵母细胞结合会怎样。

他只是抱着“看一看”的心态,打算观察它们在培养皿中的变化。

按照现有的实验资料,培养皿中的胚胎必然慢慢地失去活性,观察这个过程不也挺有趣的吗?

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但实验结果出乎意料,他发现胚胎圆形的边缘逐渐出现花朵的边缘,这正是细胞分裂的征兆!

又过了两天,他发现其中一个胚胎已经发育到了囊胚阶段(即足以成功植入子宫的阶段)。

这个发现绝对是惊人,顺藤摸瓜地研究下去说不定就能知道如何使体细胞再度拥有全能性。

但杨向中的好奇心却止步于此,他没有想到要将这些胚胎植入雌兔的子宫,而是选择继续他的研究工作——如何提高农场动物的繁殖效率。

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将受精卵植入子宫之前培养受精卵五天发育成胚囊后移入子宫

兔子实验距离多利羊出生早了将近10年。

但多利羊的成功在于,研究者想到了将培育的胚胎放入子宫这种简单粗暴的方法。

回想到与世纪成就仅有一步之遥,杨向中承认:“多利不代表技术上的突破,但却是思想的突破。”

言外之意,他明白自己是因为无法突破固有理论的桎梏,而往往打破桎梏重建理论大厦才是最难的。

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当然,有了多利羊的“指引”,又有兔子实验的经验。

杨向中很容易就找到了体细胞克隆技术的突破口,仅在两年之后,世界上第一只以体细胞为原材料的克隆牛艾米诞生了。

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克隆羊多利所使用的乳腺细胞,本质上还是生殖腺细胞,具有一定的全能性,例如女性青春期乳腺发育一般都认为是干细胞残留起了作用。

但克隆牛艾米难度更高,所使用的牛耳细胞几乎不具有全能性,艾米的成功代表着任何细胞都有可能当做克隆的原材料。

除此外,2004年时杨向中还完成世界上首例大型动物再克隆实验,艾米顺利产下二代克隆牛“Finally”,杨向中也因此被誉为“克隆牛之父”。

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虽然在民众眼里略显陌生,但杨向中在生物科学领域却是名人。

就如他的名字“向中”,成才之后的他虽然没有回国报效祖国,但他却始终没有忘记儿时的饥饿。

他第一只克隆动物是牛,就是希望他的技术有朝一日能够改善中国农民的生活服务。

除此以外,他几乎每年都会写几本厚厚的建议书,希望能改善普通民众的生存状况。

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2006年杨向中返回母校中国农大

除了对民众的关心,他还一直为促进中国生物科学的发展而努力。

他筹资建立“中国桥基金会”,为中国学者回国提供经费,也接待中国到美国访问的科技代表团,并先后资助数百位中国学生赴美深造。

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杨向中在北京

在他的推动下,《自然》杂志三次访华了解中国科学工作者的学术水平,《自然》杂志还专门为了介绍中国科研情况,推出专辑《中国之声》。

他也多次陪同访华,当时他已经癌症缠身,接待人员每次看到他脸部因为手术坍塌得更严重,都感到难过。

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2009年的2月,谁也没能想到一向神采奕奕的杨向中还是离开了人世。

从1997年患上癌症,12年奋斗生涯,他几乎都在为科研、为中国而活。

英文报《HartfordCourant》上刊登了关于他的故事连载,许多人为之感动,无论是他的生命还是他的精神。

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他的妻子始终记得一次记者采访时,杨向中说:

“我这一生在家里的时间很少,很后悔,如果让我重新来过,我会更多地关心我的妻子儿子和父母家人。”

再度回忆起杨向中,田秀春依然感到痛苦,她说:

“杨向中就像两头燃烧的蜡烛,放出剧烈的光,却过早地离开我们。”

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美国康涅狄格大学的“杨向中路”

总有人为了这世界做了很多、付出很多,却未曾有机会进入公众视野。

他们无法成为时代的一个烙印,但也从未辜负这个时代。

*参考资料

Jerry Yang‘s special subject, Hartford Courant.

盛鹏程, 苗向阳, 朱瑞良. 哺乳动物克隆的现状和研究进展.Reviews, 2010.

田秀春口述, 李大玖采访撰稿. 生命的密度——妻子眼中的杨向中.

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