Dolly the Sheep: 桃莉羊二十週年 (updated)

Dolly the Sheep, 桃莉羊已經 20 年了，Nature 今年專訪了當初參與製造桃莉羊的科學家，聊聊當初製造桃莉羊的情景。

桃莉羊是英國愛丁堡附近的 Roslin Institute 和(金主) PPL Therapeutics 於 1996 年時合作出來的成果 [1]，但其實在 Dolly 出生的前一年，他們已經成功作出了兩隻複製羊 Morag 和 Megan [2]。複製羊的重點在於把卵子的細胞核抽空(enucleation)之後，放入已經受精後的細胞核(已經有成對的染色體)，卵子不用受精也可以長成胚胎，證明生命的起源和傳承都是在 DNA，這個技術叫 nuclear transfer。兩者的不同在於 Morag 和 Megan 的染色體來源細胞是培養的胚胎細胞，Dolly 的染色體來源則是已經成年的六歲白面綿羊品種 Finn Dorset 的乳腺細胞，放入被抽空染色體的蘇格蘭黑面羊的卵子，然後桃莉羊在隔年 1997 的七月五日誕生了。


Dolly the Sheep (1997-2003); Roslin Institute, Edinburgh

桃莉羊誕生之後震驚了全世界，很多人都擔心如果可以複製羊，那會不會有人拿來複製人？結果擔心的事到現在還沒發生，反倒是不久前中國把最新技術 CRISPR-Cas9 用在人類胚胎細胞上後引起 Nature 發了好幾篇文章譴責 XD。扯遠了跳回來，其實桃莉羊引起關注是出乎科學家意外的，因為科學家覺得 Morag 和 Megan 才是重大突破，Dolly 則是在這兩隻複製羊之後可預期的結果，不過雖說如此，之前在青蛙上的試驗都不成功，用成蛙細胞來複製的胚胎只能長成蝌蚪，無法變成青蛙，所以他們本來也不抱太大期望，沒想到 Dolly 可以成功長大，只是牠也只活到六歲半而已， 2003 年二月離開了。

之前大學時上 Human Genetics 的時候，教授有討論過桃莉羊，Dolly 是用六歲成羊的 DNA 複製出來的，那牠是一生出來就是六歲了嗎？只活六年是這個原因嗎？還是用成羊的 DNA 複製出來的生物老化的比較快呢？技術發展太快，這個答案還沒解開現在已經有 iPS 證明細胞可以被 reprogram，連最新最夯的 CRISPR 在年底都要開始 clincial trail。

btw, 看了這篇才知道 Dolly 是 name after Dolly Parton。(但我還是孤狗了一下才知道她是誰 XD)

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0726 updated:

這是今天在 Reddit 討論度頗高的一篇(早上看的時候還排第一，剛剛看是第十四，去年瘋傳的冰桶挑戰 Bucket Challenge 贊助的 ALS 研究發現相關基因目前是第三高)，是桃莉羊再複製的專訪。今年是桃莉羊二十週年，對桃莉羊稍微有點了解的就知道牠只活到 6.5 歲。

2003 年的時候，Roslin Institute 的研究團隊發了一篇論文，表示桃莉羊因為感染反轉錄病毒 JSRV (Jaagsiekte sheep retrovirus)而罹患致死率 100% 的羊肺腺癌(ovine pulmonary adeoncarcinoma, OPA)，因此被安樂死後用於研究。除此之外，桃莉羊也在 2001 年秋天的時候，被發現患有有嚴重的雙側膝關節炎(stifle arthritis)，雖然在用抗發炎藥物治療後仍可以正常的生活，但也因此讓大家對複製動物有疑慮，不知道用成羊體細胞(somatic cells)複製出來的動物是否比較容易患病？除此之外，從桃莉身上採取的腎臟組織中發現，其端粒體(telomeres)比其他四隻對照組的綿羊還要短。

為了確認 SCNT (somatic-cell nuclear transfer)是否真的有問題，英國諾丁漢大學的 Dr. Sinclair 和他的團隊又再複製了四隻桃莉羊的姊妹 Debbie, Denise, Dianna 和 Daisy，也就是把當初用來複製桃莉羊的乳腺細胞的染色體拿來用 SCNT 再複製了四隻桃莉羊 [3]。

這四隻羊於 2007 年出生，後來活到超過十歲後，因為以羊的年紀來說已經很老了，研究團隊決定將牠們安樂死。在安樂死之前，Dr. Sinclair 為了確認這四隻羊是不是有快速老化，或老的比較早的現象，幫牠們做了幾個老化指標的檢查，包括代謝問題、肥胖、高血壓和關節炎，檢查結果發現這四隻羊都沒這些問題。雖然跟自然交配和體外交配(IVF)相比，失敗率和死亡率還是偏高，但是成功活過 perinatal period 的羊都是健康，而且是正常老化的。


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Nature 在桃莉羊十年時的文章：
Cloning special: Dolly: a decade on (doi:10.1038/445800a)

桃莉羊再複製專訪(by ResearchGate)：Dolly the sheep clones age healthily

National Museum of Scotland | The story of Dolly the sheep



Publications:

1. I Wilmut et al, Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature (1997)

2. KHS Campbell et al, Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line. Nature (1996)

3. KD Sinclair et al, Healthy ageing of cloned sheep. Nature (2016)

4. S Rhind, W Cui, T King, et al. 69 DOLLY: A FINAL REPORT. Reprod Fertil Dev (2004) DOI: 10.1071/RDv16n1Ab69

5. K Sinclair, S Corr, C Gutierrez, et al. Healthy ageing of cloned sheep. Nat Commun (2016) DOI: 10.1038/ncomms12359