克隆技術在現代生物學中被稱為“生物放大技術”，它經歷了三個發展時期:第壹個時期是微生物克隆，即壹個細菌快速復制成千上萬個與它壹模壹樣的細菌，成為壹個細菌菌落；第二個時期是生物技術克隆，比如利用遺傳基因——DNA克隆；第三個時期是動物克隆，即將壹個細胞克隆成動物。克隆羊多利是利用動物克隆技術從母羊的體細胞克隆出來的。
在自然界中，許多植物具有與生俱來的克隆本能，如紅薯、土豆、玫瑰等扡插繁殖植物。而動物克隆技術則經歷了從胚胎細胞到體細胞的發展過程。
1.人類克隆的歷史
公元前5000年，谷物選擇
人類祖先發現，最強壯植物的種子能培育出更好的谷物。這是人類開始按照人的意圖控制自己生活的開始，也是克隆技術終極目標的初步體現。
1952克隆蝌蚪
小小的蝌蚪改寫了生物技術的歷史，成為世界上第壹只克隆動物。美國科學家羅伯特·布裏格斯和托馬斯·金利用蝌蚪的細胞制造出與原件壹模壹樣的復制品。
1972基因復制
克隆技術非常復雜，它可以復制單個基因。科學家分離出壹種特定的基因，並將其與壹種有機體(最初是酵母)結合。有機體將新基因整合到自己的DNA結構中，然後繁殖它，產生理想基因的副本。
1978第壹個試管嬰兒誕生。
全世界都吵著要看第壹個試管嬰兒路易的真面目。英國醫生在試管中用丈夫的精子使卵子受精，然後將胚胎植入健康母親的子宮。
1997多莉，妳好！
1996年，世界上第壹只由成年動物細胞克隆的哺乳動物綿羊多莉誕生。這個秘密直到2月1997才對外公布。蘇格蘭胚胎學家伊恩·維爾穆特和他的同事們用取自成年母羊乳房的細胞克隆了多莉。
1998.批量克隆
美國夏威夷大學的科學家用成年細胞克隆了50多只小鼠，然後培育出三代遺傳特征完全相同的實驗鼠。與此同時，其他幾家私人研究機構也通過不同方式成功克隆了小牛。最引人註目的是，日本人用壹頭成年牛的細胞培育出8頭遺傳特征完全相同的小牛，成功率高達80%。
2000年，人類近親被克隆。
美國俄勒岡州的研究人員用與多莉羊完全不同的方式克隆了猴子。科學家將壹個只包含八個細胞的早期胚胎分成四部分，然後從中培養出新的胚胎。唯壹幸存的是Tetra。與多莉不同，tetra既有母親也有父親，但它只是人造四胞胎中的壹個。此外，幫助培育多莉羊的生物技術公司宣布克隆了五只小豬。該公司聲稱，克隆豬最終將成為人類移植器官的“加工廠”。
2001克隆人？
今年3月，美國生殖科學家Panayiotis zavos和壹個國際研究小組宣布，數百對夫婦自願報名參加培育克隆嬰兒的實驗。該小組聲稱，早在2003年就可以幫助不育夫婦培育克隆嬰兒。5438年6月+10月，英國成為世界上第壹個將克隆人類胚胎有效合法化的國家。政府通過了壹項有爭議的法案，允許對人類胚胎中的根細胞進行科學實驗。法案要求克隆體必須在出生後14天內銷毀。培育克隆嬰兒仍然是違法的。
2.動物克隆的理論基礎
在很多人看來，克隆羊多莉的誕生是克隆技術的開始。其實並不是。“克隆”壹詞來源於希臘語，意為用於扡插的枝條，即無性繁殖。克隆在植物界已經應用了幾千年，理論上的突破是本世紀。德國植物學家哈伯蘭特(Haberlandt)在1902中指出，植物的體細胞具有母體的全部遺傳信息，具有發育成完整個體的潛力，因此每個植物細胞都可以像胚胎細胞壹樣通過體外培養再生為完整的植株。這被稱為細胞全能性。許多科學家為證明植物細胞的全能性進行了不懈的努力。從65438年到0958年，Steward成功地在體外培養了壹個胡蘿蔔細胞，並長成壹個具有根、莖、葉等器官的完整植株。在1964中，Guha和Maheshwari從曼陀羅的花藥培養出單倍體植株。這樣，植物細胞的全能性得到了充分的證明。以此為基礎的組織培養技術也發展迅速。
與植物細胞不同的是，動物發育過程中分化的細胞不再能產生完整的、完全分化的個體。然而，動物胚胎的生長、分化和發育是否引起體細胞基因組的不可逆修改，即分化的細胞在發育過程中是否具有與受精卵相同的核當量或基因組連續性，壹直是發育生物學要解決的問題。早在20世紀30年代，著名胚胎學家Spemann就已經提出了“分化的細胞核能否移植到卵子中，可以指導胚胎發育”的觀點。壹些用兩棲動物進行的克隆實驗表明，早期胚胎細胞核可以移植產生成熟的動物個體，而從蝌蚪和成年動物細胞移植細胞核產生的克隆動物最晚只能發育成蝌蚪。胚胎分割和胚胎細胞核移植已經成功地克隆了許多物種的動物。綿羊、小鼠、牛和山羊體細胞克隆的成功證明，高度分化的細胞核仍然是全能的。
3.綿羊和小鼠體細胞克隆的成功分析。
克隆羊多利是世界上第壹只由成體細胞通過無性過程產生的哺乳動物。
7月的壹天，1996對於英國愛丁堡羅斯林研究所伊恩·威爾穆特領導的科研團隊的所有成員來說，是激動人心的壹天。這也是全世界慶祝的壹天。因為這壹天，壹只懷孕148天，體重6.6公斤，編號為6LL3的小羊來到了這個世界。這只羊的故事不壹樣。它既沒有爸爸也沒有媽媽。它是科學家用克隆技術復制的壹只小綿羊。經過幾個月的精心照料，這只非凡的小綿羊茁壯成長，並獲得了壹個美麗的名字——多莉。
1997年2月23日，伊恩·維爾穆特的科研小組向全世界公布了他們的研究成果，英國《自然》雜誌於2月27日全文刊登了他們的實驗結果，1997。這個消息立即在全世界引起了轟動。各國報紙、電臺、電視臺等媒體紛紛報道和評論這壹結果。科學家和大學教授也被邀請到各種媒體上解釋和評論多莉的生活經歷及其對科學研究、經濟發展和社會進步的影響。許多國家的政府官員也發表講話，明確禁止將多莉克隆技術用於人類。由於各種媒體的廣泛傳播，壹個新名詞“克隆”逐漸為大眾所熟知。
早在20世紀50年代，美國科學家就以兩棲動物和魚類為研究對象，開創了核移植技術。1986年，英國科學家魏拉·安德遜用胚胎細胞克隆了壹只羊，後來有人克隆了牛、老鼠、兔子和猴子等動物。通過使用胚胎細胞作為核移植的供體細胞，這些克隆動物的誕生是成功的。
克隆羊多莉以乳腺上皮細胞(體細胞)為供體細胞進行核移植，在生物克隆史上翻開了新的壹頁，突破了傳統的利用胚胎細胞進行核移植的方式，在克隆技術上取得了巨大的進步。
克隆羊多莉沒有父親。多莉與三只母羊有親緣關系。壹只是懷孕三個月的芬蘭多塞特母羊，壹只是蘇格蘭黑臉母羊。芬蘭的多塞特母羊提供了壹套完整的遺傳信息，即提供了細胞核(稱為供體)；蘇格蘭黑臉母羊提供沒有細胞核的卵細胞；另壹只蘇格蘭黑臉母羊提供了綿羊胚胎的發育環境——子宮，是多利羊的“親生”母親。整個克隆過程簡述如下:
1.從芬蘭多塞特母羊乳腺中取出乳腺細胞，放入低濃度營養培養基中，細胞逐漸停止分裂，稱為供體細胞；
2.從蘇格蘭黑面母羊的卵巢中取出未受精的卵細胞，立即去核，留下壹個無籽卵細胞，稱為受體細胞；
3.供體細胞和受體細胞通過電脈沖融合，最終形成融合細胞。因為電脈沖也能產生壹系列類似於自然受精過程的反應，融合細胞也能像受精卵壹樣分裂分化，從而形成胚胎細胞；
4.將胚胎細胞轉入另壹只蘇格蘭黑面母羊的子宮內，胚胎細胞進壹步分化發育，最終形成壹只小綿羊。
出生的多莉羊與多塞特母羊的外貌完全壹樣。多莉出生後生長正常，在1997末與壹只威爾士高山羊自然交配懷孕。1998年4月3日，壹只重2.7kg的母羊羔出生，取名邦妮。這說明，不平凡的“多莉”生育能力正常。隨著多莉的誕生，不同的實驗室也聲稱成功克隆了豬、猴和牛，他們使用的生物材料也是體細胞。
無性繁殖的現象存在於低等植物中，但根據哺乳動物世界的規律，動物的繁殖應該由兩性生殖細胞來完成。因為父親和母親的遺傳物質占了後代的壹半，所以後代肯定不是父母的復制品。克隆羊的誕生意味著人類可以用哺乳動物的壹個細胞大量生產同樣的生命，徹底打破了永恒的自然法則。這是生物工程技術發展史上的裏程碑，是人類歷史上的重大科學突破。
在多莉出生後的壹年多時間裏，全世界掀起了壹股克隆熱，引發了壹些激烈的爭論，質疑多莉的身份。1998年7月出版的《自然》雜誌報道，兩個獨立的研究小組分別對多莉的血樣、供體母羊的冷凍組織及其細胞培養物進行了衛星DNA分析和DNA指紋分析，證實了三者的壹致性，證明了多莉確實是體細胞克隆動物。在同壹期《自然》雜誌上，夏威夷大學的Wakayama等人報告說，從小鼠卵丘細胞中克隆出27只存活的小鼠，其中7只只是克隆小鼠的後代。
兩棲動物和哺乳動物核移植實驗發現，供體核與受體卵母細胞的細胞周期不相容是核移植後卵母細胞正常發育的關鍵問題。Wilmut等人的成功之處在於，他們找到了壹種讓供體細胞核和受體卵母細胞更加相容的方法。他們通過血清饑餓法使供體核細胞處於二倍體G0期，使處理後的供體核細胞的DNA復制時間與中期II的受體卵母細胞同步。從建立正確倍性的角度來看，當供體細胞核處於G1期時，也可以獲得克隆動物。穩定表達β-半乳糖苷酶-新黴素基因的胎兒成纖維細胞被用作核供體並獲得了克隆牛的事實證明了這壹點。
壹般認為，由供體細胞核和卵母細胞組成的重組胚胎的發育過程與正常受精卵相似。綿羊胚胎基因組的轉錄始於8 ~ 16細胞。這種轉錄時間上的差異，理論上會讓胚胎有充足的時間對植入的成年綿羊細胞核進行重新編程，使其進入胚胎發育期。因為不同物種的胚胎轉錄開始時間不同，克隆的難度也不同。之前的研究發現，在小鼠克隆的過程中，基因組很早就被激活，移植的細胞核沒有足夠的時間重新編程。因此，許多研究人員認為，老鼠是最難克隆的動物之壹。
Wakayama等人的工作改變了這壹觀點。與Wilmut等人的方法相比，Wakayama等人采用了壹種新的相對簡單的克隆技術。多莉利用母羊的乳腺組織細胞進行“饑餓”培養，並與去核卵細胞融合，以促進融合細胞中遺傳物質的重編程，然後逐漸發育成胚胎。克隆小鼠通過核移植進行移植。將自然界中處於G0期的卵丘細胞作為核供體，直接註射到去核卵中。在小鼠克隆過程中，核移植後的重組胚胎在激活前放置0 ~ 6小時，這也不同於Wilmut融合重組胚胎同時激活胚胎的方法。在多莉的生產過程中，遺傳物質的重編程和卵細胞的激活都是電刺激，而小鼠的克隆則是采用添加鍶離子(Sr2+)和細胞松弛素B的化學方法激活重組胚胎。
4.動物克隆技術的應用
近年來動物克隆的壹些突破將對動物發育中基因表達的調控以及發育生物學、遺傳學等相關學科的發展產生深遠的影響。雖然這種方法目前還不成熟，但已經顯示出誘人的應用前景。
動物克隆技術將首先應用於醫學領域。使用體細胞供體通過核移植生產轉基因動物有望降低生產成本。到目前為止，生產轉基因動物的方法仍然主要是Hammer等人在1985中建立的原核顯微註射法。然而，這種方法只能使大約5%的動物攜帶外源基因。外源基因整合到動物基因組中是壹個隨機的過程，導致外源基因在許多轉基因動物品系中的表達量很低，而且由於整合到生殖細胞中的概率很低，很難傳遞給下壹代。Schnieke等人發現，通過體細胞克隆技術生產含有人凝血因子IX的轉基因綿羊比原核顯微註射有效得多[8]。其中，兩者最顯著的區別是體細胞克隆中的受體母羊都攜帶外源基因，而原核顯微註射會產生很多沒有外源基因的羔羊。這是因為原核顯微註射法所用的胚胎是短期體外培養的，在此期間檢測為陽性的轉基因可能會在後期的發育過程中丟失。用作核移植供體的細胞體外培養時間長，檢測機會多。此外，顯微註射制備的轉基因動物的性別要等到動物出生後才能知道，而核移植通過識別核供體的核型，可以提前知道轉基因動物的性別，可以選擇性制備雌性轉基因動物，有利於外源基因在母乳中的表達。
克隆技術不僅可以生產各種醫用人類蛋白質，而且有利於人類細胞和組織的治療。利用克隆技術，患者自身的細胞可以用來培養新的組織，這些組織可以用來治療糖尿病、帕金森病、神經損傷等疾病。用這種方法培養出來的組織，其遺傳成分與患者正常組織完全相同，因此不會產生免疫排斥反應。但所有這些都涉及到克隆人這個敏感話題，而克隆人目前在很多國家都是被法律禁止的。隨著人類胚胎幹細胞培養技術的提高，美國兩家公司已經開始研究利用克隆技術培養人類胚胎，希望能夠大規模生產用於治療疾病的幹細胞。事實上，幾年前人類胎兒神經組織就被用於治療帕金森病。考慮到倫理方面的原因，人們也可以利用克隆動物的胚胎幹細胞進行同種異體移植，解決人體移植器官的供需矛盾。
動物克隆技術也有助於加速動物育種的進程。利用優良動物品種的體細胞作為核供體克隆動物，可以避免自然條件下動物生長周期和繁殖效率的限制，從而大大縮短育種周期，提高育種效率。用於拯救瀕危動物的動物克隆技術也受到了廣泛關註。中國科學院動物研究所陳大元研究員提出了用動物克隆技術拯救大熊貓的計劃，在國內外引起了壹定的反響。
5.動物克隆技術的不足及未來發展方向。
動物克隆技術雖然取得了壹些進展，但也在生物醫學領域得到了初步應用。然而，這項技術還遠非完美。存活率低是當今核移植技術的最大缺陷。其突出表現為:孕期流產率高，圍產兒死亡率高，新生兒體重重，出生後環境適應能力差。用成人細胞核做核供體的問題更嚴重。最近，Shiels等人報告說，克隆羊的端粒比同齡的羊短。
勒納爾等報道體細胞核移植可能影響克隆動物免疫系統的正常發育。他們通過從胚胎細胞克隆牛的耳細胞進行細胞核移植來克隆壹頭牛。小牛看起來很健康，但出生壹個半月後，它的淋巴細胞和紅細胞急劇減少，很快死於貧血。屍檢顯示，小牛的脾臟、胸腺和淋巴結發育不正常。
動物克隆成活率低、發育不正常的原因很多，缺乏基本的理論支持是其中之壹。動物克隆技術的不斷完善需要分子遺傳學、細胞學、發育生物學等相關基礎學科的進壹步研究和發展。時至今日，雖然人們在動物克隆的過程中積累了大量的數據，但壹些非常基礎的問題仍然亟待解決。
基因組重編程的機制尚不清楚。雖然已經觀察到核移植後細胞核的激活與早期胚胎的原核發育相似，但詳細信息仍不清楚。其中，促成熟因子(MPF)、核膜破裂(NEBD)和染色體過早濃縮(PCC)在基因組重編程過程中的作用有待闡明。
基因印記對核移植後基因組重編程的影響。基因印記在哺乳動物的發育過程中普遍存在，這意味著基因的表達取決於它們是在父系染色體上還是在母系染色體上。壹些印記基因僅從母系染色體表達，而另壹些僅從父系染色體表達。基因印記與動物克隆技術的成敗之間的關系值得進壹步研究。
動物克隆物種和細胞差異的原因。克隆不同物種的動物很難，原因尚不清楚。目前，可以作為體細胞核移植的核供體的細胞類型很少。Wakayama等人從G0/G1期的卵丘細胞克隆了小鼠，但他們以G0期的足細胞和神經細胞為供核的克隆實驗未能獲得任何存活的個體，這說明G0期的供核不是保證胚胎發育的充分條件。Dominko等人發現，去核的牛卵母細胞可以激活來自綿羊、猴子、小鼠和豬等不同物種的細胞核，並在體外發育成相應的胚胎，但沒有壹個能夠繼續發育成完整的動物個體。如果這項工作能夠成功，將對瀕危動物的保護非常有利。
動物克隆技術條件的優化還沒有解決。如核供體和卵子的選擇、核質比的選擇、重組胚胎的激活方式、連續核移植的需要等。
克隆技術被譽為“取之不盡的金礦”，在生產實踐中意義重大，具有巨大的潛在經濟價值。首先，在動物雜種優勢的利用上，與常規方法相比，哺乳動物克隆技術耗時少，選育的種畜性狀穩定；其次，克隆技術可以在拯救瀕危珍稀物種和保護生物多樣性方面發揮重要作用。即使在自然交配成功率較低的情況下，科研人員也可以從瀕危珍稀動物中選擇合適的體細胞進行無性繁殖，從而有效保護這些物種。
動物克隆技術的巨大突破也帶來了廣泛的爭議。克隆技術對人類來說是壹把“雙刃劍”。壹方面，它可以給人類帶來許多好處――如保持優良品種，拯救瀕危動物，利用克隆動物相同的遺傳背景進行生物醫學研究。另壹方面會挑戰生物多樣性——生物多樣性是自然進化的結果，也是進化的動力。有性生殖是生物多樣性形成的重要基礎，而“克隆動物”會導致生物品系減少，個體生存能力下降。
更令人寒心的是，克隆技術壹旦被濫用來克隆人類，必然會失控，帶來前所未有的生態混亂，引發壹系列嚴重的倫理沖突。世界各國政府和科學界對此高度關註，並通過立法等措施，明令禁止利用克隆技術制造“克隆人”，以確保克隆只用於造福人類，而絕不是人類的復制。
綜上所述，動物克隆研究在理論基礎、技術優化和實際應用方面都取得了長足的進步。但是目前技術還不完善，相關的理論研究還很薄弱。人們需要不懈的努力來提高動物克隆的成功率。此外，克隆動物與正常胚胎發育的異同也值得進壹步研究。這些問題的解決將有助於加深人們對動物胚胎發育過程中分子機制的理解。