根據《ナゾロジー》報導,日本山梨大學與放射線影響研究所的研究團隊在過去20年中,持續對小鼠進行「再克隆」實驗,結果發現小鼠最多僅能克隆至第58代,其後便無法再成功繁殖,原因在於DNA突變逐代累積,導致功能異常。
克隆技術自問世以來,便被視為生物科技的重要突破之一。從理論上來說,只要能從克隆體中再克隆出下一代,就可以無限延續同一個體的特徵。然而,實際操作中卻存在著無法忽略的限制。就像複印機不斷複製圖片,畫質會逐漸劣化;克隆生物在多次克隆後,其基因也會出現漸進性的變化。
研究團隊從2005年開始選用一隻雌性小鼠作為原始模板,從其體細胞中克隆出第一代克隆小鼠。接著,每次克隆成功後,便以新一代小鼠的體細胞繼續克隆下一次,直到第58代。這項實驗總計克隆出1206隻小鼠,並對其成功率、體重、壽命、遺傳表現以及全基因組序列進行分析。
研究結果顯示,克隆成功率在前26代中逐漸上升,從第一代的7.4%提升到15.5%,但從27代開始,成功率卻急遽下降,直至第58代時只剩下0.6%。更令人驚訝的是,雖然第58代克隆小鼠在出生後數日內便死亡,但它們在58代之前並未表現出外觀上的異常,壽命也與正常小鼠無異。
進一步分析基因序列後發現,克隆過程中DNA突變的頻率比自然交配小鼠高出三倍。隨著世代增加,突變逐漸累積,並在45代和57代時出現染色體間的異常轉位。此外,部分個體甚至遺失了X染色體的一整條,這些異常最終導致克隆小鼠無法存活。
值得注意的是,雖然克隆小鼠表現正常,但其生殖能力卻逐漸下降。第50代以後,雖然能成功懷孕,但每胎產仔數卻大幅減少。然而,當將克隆小鼠與正常雄鼠交配後,其後代的產仔數又恢復正常。這表明有性生殖有助於排除有害突變,也解釋了為何哺乳動物普遍選擇有性繁殖。
本次研究不僅揭示克隆技術的現實限制,也為未來生物學提供重要方向。雖然克隆技術在保存稀有遺傳資源、醫學研究與畜牧產業上仍有應用價值,但若想突破目前的58代上限,則需進一步研究基因突變機制,並開發更安全的克隆技術。
研究論文於2026年3月25日發表在《Nature Communications》期刊上,完整報告可於山梨大學網站下載。
📰 本文資料來源 • 山梨大學與放射線影響研究所 • 《Nature Communications》論文 • 《クローン動物からクローンを作ることには限界が! -哺乳類がクローン生殖できない理由が明らかに-》(PDF)





編輯觀點
這項研究揭示克隆技術的現實限制,並提醒我們,即使科技日新月異,自然法則仍不可違抗。