近日，一則關(guān)于世界首例機(jī)器人操作的體細(xì)胞克隆豬誕生天津的消息振奮了人心，此項(xiàng)機(jī)器人微操作技術(shù)來自南開大學(xué)機(jī)器人所趙新教授領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)，據(jù)悉，該技術(shù)的關(guān)鍵難點(diǎn)在于如何最大限度地減少對(duì)細(xì)胞的傷害，而此項(xiàng)研究的成功應(yīng)用將能夠有效提高細(xì)胞后續(xù)發(fā)育率。

 

　　圖片來源網(wǎng)絡(luò)

 

　　不知道看了這則新聞，小伙伴們是不是有些一頭霧水？所以是機(jī)器人操刀了一個(gè)克隆實(shí)驗(yàn)嗎？那跟人類操作有啥區(qū)別？跟我們又有啥關(guān)系？下面小編就帶大家來好好了解一下！

 

　　微操作機(jī)器人系統(tǒng)

 

　　首先，我們先來認(rèn)識(shí)一下那個(gè)會(huì)微操作的機(jī)器人長啥樣？

 

　　這其實(shí)是南開大學(xué)研制的“面向生物醫(yī)學(xué)工程的微操作機(jī)器人系統(tǒng)”，是以一臺(tái)倒置顯微鏡為主體，配置了左右兩個(gè)可握持工具進(jìn)行空間三自由度運(yùn)動(dòng)的機(jī)械臂、平面兩自由度可控平臺(tái)以及自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)。系統(tǒng)可在顯微視覺引導(dǎo)下，由計(jì)算機(jī)控制，雙臂協(xié)調(diào)地機(jī)械自動(dòng)或半自動(dòng)的操作。

 

　　面向生物醫(yī)學(xué)的微操作機(jī)器人系統(tǒng)樣機(jī)示意圖（來源網(wǎng)絡(luò)）

       那這樣的設(shè)計(jì)讓機(jī)器人具有什么特點(diǎn)？說白了，其實(shí)就是很準(zhǔn)很精確。

 

　　它能夠控制的誤差范圍比人類要小得多，所以操作的精確度也比人類高得多，所以通常用于微米精度的運(yùn)動(dòng)——它的功能覆蓋了生物醫(yī)學(xué)工程的主要操作（如染色體切割，細(xì)胞轉(zhuǎn)基因注射等），可在異常微小的操作空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，適合于在細(xì)胞級(jí)水平上進(jìn)行切割、注射、微電位測(cè)量等典型的生物醫(yī)學(xué)工程操作，對(duì)生物醫(yī)學(xué)研究，特別是在植物學(xué)研究，遺傳工程研究，建立動(dòng)、植物（包括人類）的DNA文庫等高科技領(lǐng)域中都有十分重要的應(yīng)用。

 

　　基于最小力的機(jī)器人化體細(xì)胞核移植理論數(shù)據(jù)（來源南開大學(xué)）

克隆豬仔（來源南開大學(xué) 鐘欣 攝）

 

　　我們都知道機(jī)器人由于是通過計(jì)算來進(jìn)行操作，必然會(huì)比人類更加精準(zhǔn)，但是此次將機(jī)器人真正運(yùn)用于微生物領(lǐng)域，實(shí)屬人類在生物探索與改造上的巨大進(jìn)步。

 

　　為啥？因?yàn)樗恼`差小??！打個(gè)比方，如果說人類操作的難度相當(dāng)于去除葡萄核，那么機(jī)器人操作的難度大概就是去除火龍果的籽了。

 

　　據(jù)專家分析，整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，手動(dòng)操作后的細(xì)胞最大變形30至40微米，經(jīng)過計(jì)算后的機(jī)器人操作細(xì)胞最大變形降低至10微米到15微米。這樣的操作使得在細(xì)胞核移植操作過程中能夠受力最小、細(xì)胞變形最小，大大降低了對(duì)細(xì)胞的傷害，從而提高了體細(xì)胞克隆技術(shù)的精確度，這下明白機(jī)器人有多厲害了吧！

 

　　微生物克隆技術(shù)

 

　　我們回到新聞的另一個(gè)主題，也就是在機(jī)器人“操刀”下“誕生”的幾只克隆小豬。

 

　　這是一種體細(xì)胞克隆技術(shù)，大家熟知的克隆羊多利就是通過這種技術(shù)誕生的。當(dāng)初誕生一只克隆羊有多轟動(dòng)就能知道這項(xiàng)技術(shù)有多困難，明明在植物領(lǐng)域插個(gè)枝就能解決的事情，到了動(dòng)物界可謂愁煞幾代人。

 

　　1938年，德國實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)家H·施佩曼（1869－1941）首先提出動(dòng)物克隆的設(shè)想：即從發(fā)育到后期的胚胎中取出細(xì)胞核，將其移植到一個(gè)卵子中去，使其繁殖。1952年，美國費(fèi)城癌癥研究所的科學(xué)家首次進(jìn)行動(dòng)物克隆實(shí)驗(yàn)，未獲成功。1986年英國科學(xué)家魏拉德森首次利用細(xì)胞核移植法克隆出一只羊，以后又有人相繼克隆出牛、羊、鼠、兔、猴等。

 

　　克隆動(dòng)物的發(fā)展史（來源網(wǎng)絡(luò)）

 

　　為啥克隆一只羊一只豬這么困難？因?yàn)楦呒?jí)動(dòng)物在自然條件下一般只能進(jìn)行有性繁殖，所以要使其進(jìn)行無性繁殖，就必須經(jīng)過一系列復(fù)雜的程序，也就是我們提到的體細(xì)胞克隆——取出一個(gè)雙倍體細(xì)胞核移入一個(gè)去核的卵細(xì)胞，并在一定條件下進(jìn)行核卵重組，再植入代孕母體中發(fā)育成新個(gè)體。

 

　　克隆技術(shù)示意圖（來源網(wǎng)絡(luò)）

 

　　我們可以通過上圖了解體細(xì)胞克隆的基本程序，但是個(gè)中難度實(shí)在無從想象，所以當(dāng)一只克隆的哺乳動(dòng)物真的誕生時(shí)，總是振奮人心的，更不要說這么復(fù)雜的技術(shù)是由一個(gè)機(jī)器人操作的了，想想就很了不起啊！

 

　　當(dāng)然，克隆技術(shù)一直飽受爭(zhēng)議，因?yàn)橐坏┰诓溉閯?dòng)物界獲得成功，就不可避免地會(huì)涉及人類。不過，撇開人類克隆這么復(fù)雜的倫理性問題不談，體細(xì)胞克隆技術(shù)本身還是為我們帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益的。

 

　　首先，動(dòng)物體細(xì)胞克隆可以復(fù)制出的數(shù)量巨大的優(yōu)良個(gè)體，因此動(dòng)物克隆技術(shù)可以首先應(yīng)用于畜牧業(yè)育種上；其次，動(dòng)物器官的移植技術(shù)也在逐漸成熟，這對(duì)于人類的健康發(fā)展、大眾醫(yī)療等，都有著極大的促進(jìn)作用；最后，在保護(hù)珍稀動(dòng)物以及家畜生產(chǎn)等領(lǐng)域，都能夠用到包括體細(xì)胞克隆技術(shù)在內(nèi)的諸多技術(shù)。

 

　　可見，克隆技術(shù)以造福人類為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，已經(jīng)在方方面面改善我們生活，而由機(jī)器人“操刀”的更加精準(zhǔn)的未來，也必然會(huì)更加美好、更加便利。