事实还是虚构?:猛犸象可以从灭绝中复活

去灭绝是否真的有可能?


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保未来能够持续产出关于塑造我们当今世界的发现和思想的有影响力的报道。


在哈佛医学院深处的培养皿中,科学家们已经调整了亚洲象细胞中的三个基因,这些基因有助于控制血红蛋白的产生,血红蛋白是血液中携带氧气的蛋白质。他们的目标是使这些基因更像数千年前最后一次行走在地球上的动物:长毛猛犸象

哈佛大学遗传学家和技术开发者乔治·丘奇指出:“亚洲象比非洲象更接近猛犸象,但在外观和温度范围上却截然不同。我们并非试图制造猛犸象的精确复制品,而是耐寒的大象。”
 
但是,如果基因组编辑的新技术(并且快速发展)允许科学家不仅将耐寒性状,而且还将长毛猛犸象的其他特征工程化到其现存的亚洲近亲中呢?科学家们已经在永久冻土中发现了保存完好的猛犸象细胞。如果他们能够回收具有完整DNA的细胞,他们理论上可以“编辑”亚洲象的基因组,使其与长毛猛犸象的基因组相匹配。单个细胞包含其物种的完整遗传指令集,并且通过复制它(通过编辑),理论上可以创造一个新的个体。但是,这样的杂交体——亚洲象母亲和基因修补匠的后代——能算作真正的长毛猛犸象吗?
 
换句话说,去灭绝是否真的有可能?
 
答案是肯定的。2000年1月6日,一棵倒下的树木杀死了最后一只布卡多野山羊,一种野生的伊比利亚北山羊,它是一种类似山羊的动物。她的名字叫西莉亚。2003年7月30日,西莉亚的克隆体诞生了。为了制作克隆体,科学家们从西莉亚身上完整地取出一个细胞核,并将其插入另一种北山羊的未受精卵细胞中。然后,他们将由此产生的胚胎转移到一只活山羊的子宫中。大约一年后,他们通过剖腹产分娩出克隆体
 
尽管由于肺部缺陷,她只存活了短短的七分钟,但西莉亚的克隆体证明,去灭绝不仅是真实的,“它已经发生过了”,环保主义者斯图尔特·布兰德这样说道,他位于旧金山的“长今基金会”正在资助一些去灭绝研究,包括丘奇的努力,以及复活旅鸽和北美heath hen鸡的尝试,以及其他候选物种。在去灭绝的历史记录中,布卡多野山羊并非孤例。几种病毒已经被复活,包括导致1918年大流行的流感变种,该大流行在全球范围内造成超过2000万人死亡。
 
然而,布卡多野山羊仍然灭绝了。西班牙野生动物兽医阿尔贝托·费尔南德斯-阿里亚斯表示,缺乏进展部分源于资金不足,他曾帮助领导布卡多野山羊的克隆工作。但这还与用于复活该物种的方法中的缺陷有关。亚洲的研究人员已经使用该技术十年或更长时间,试图复活猛犸象——但徒劳无功。
 
然而,新的基因组编辑技术——特别是丘奇和他的团队正在使用的CRISPR系统——提供了新的希望。1987年,日本科学家在大肠杆菌细菌中发现了被称为“成簇规律间隔的短回文重复序列”的遗传序列。这些CRISPR(如它们所知)随后被发现在许多细菌中普遍存在,它们在那里防御病毒——一种简单但有效的免疫系统。
 
具体而言,被称为Cas9(代表CRISPR相关系统9)的酶可以将自身附着到病毒中的特定DNA并切割它,遵循RNA引导的引导。这种切割会杀死病原体,或者至少使其失效。现在,遗传学家们,配备了正确的RNA序列来引导Cas9准确地到达他们想要去的地方(结果仍然不能总是得到保证),可以释放来自化脓性链球菌细菌的这种编辑器,以从许多基因中添加或减去代码,例如亚洲象基因组中产生血红蛋白的基因,甚至人类细胞中的基因。此外,使用正确的RNA引导,CRISPR可以一次编辑多达五个基因——随着科学家们继续进行实验,这个数字还在不断增长。而且,RNA可以用机器快速且廉价地制造出来。
 
结合丘奇自己的技术——机器人技术和遗传实验的组合,称为“多重自动化基因组工程”或MAGE——亚洲象基因组的整个约五十亿个碱基对可以分解成其组成部分,然后在猛犸象遗传密码的图像中重新组装。就目前而言,丘奇和他的团队已经修改了三个基因,并希望很快在器官中测试其可行性。“我们需要构建和表征亚洲象干细胞和从这些[干细胞]衍生的器官,”他说。
 
这项新技术不仅限于复活灭绝物种。酵母、烟草、水稻、小麦、大鼠、兔子、青蛙和果蝇只是迄今为止基因以这种方式被改变的约20种生物中的一部分。这种修补可能会被证明是意义深远的:丘奇已经建议,可以将保护某些极端微生物细菌免受有害辐射影响的基因添加到人类基因组中,以实现长距离太空旅行,这只是一个极端的例子。
 
这种基因组编辑也可以用于将急需的遗传多样性添加回种群数量岌岌可危的物种中,例如猎豹或苏门答腊犀牛。通过从已死亡的个体中提取DNA并将其整合到幸存者的基因组中,曾经是基因水坑的可能被恢复为基因库。
 
这些物种在其家园范围内发挥着关键作用,帮助塑造整个森林或草原。这也是复活的布卡多野山羊或长毛猛犸象的希望。西伯利亚的猛犸象草原可能有一天会被复原,以及成群的长毛长鼻象。丘奇设想的长毛亚洲象杂交种甚至可能通过将二氧化碳固存在恢复的西伯利亚草原中来帮助阻止人类社会目前正在进行的新的全球变暖,俄罗斯地球物理学家谢尔盖·齐莫夫如是说,他领导了在西伯利亚东北部创建这样一个更新世公园的努力。当然,引入任何物种,即使是曾经在特定地点生活过的物种,也可能被证明是困难的,因为它将不得不与已经适应在没有引入物种的地区生活的植物、人类和其他动物共存。
 
最终,考虑到CRISPR等基因进步的主要焦点,最容易复活的物种将不是最近消失的旅鸽或猛犸象——而是尼安德特人。似乎只有略多于30,000个基因突变将我们与他们区分开来——而智人是人类遗传学家最为了解的复杂生物。
 
但是,复活已灭绝的古人类为围绕这种科学潜力的伦理问题开辟了新的维度。进化遗传学家斯万特·帕博(来自德国马克斯·普朗克进化人类学研究所)最近在《纽约时报》的一篇专栏文章中写道:“尼安德特人是有知觉的人类。”他观察到:“在一个文明社会中,我们永远不会为了满足科学好奇心而创造一个人。”帕博和他的同事是第一个对尼安德特人基因组进行测序的人。
 
这种去灭绝——无论是尼安德特人还是猛犸象——可能永远不会实现,但使其成为可能的技术可能有助于首先防止灭绝,方法是恢复濒危物种的遗传活力。并且由于人类活动目前正在助长新的大规模灭绝,也许去灭绝继续远离虚构而更接近事实是件好事。或者,正如丘奇对去灭绝事实的评价:“我怀疑会有一个清晰的决定性时刻。”

© . All rights reserved.