20年前就开始复活猛犸象今年能成功吗
本报记者任志方
《侏罗纪公园》的设想
在猛犸象身上验证
小说《侏罗纪公园》的作者迈克尔·克莱顿(也是《西部世界》的作者)毕业于哈佛医学院,其文学创作中常常探讨生物技术的灾难。1990年,根据发展了数十年的克隆技术,他提出了用琥珀中封存的恐龙血液复活这种生物的构想。
然而,克莱顿构想的图景并不会成为现实。这是因为DNA的半衰期仅约为521年。也就是说,每过521年,遗骸中所含的DNA就会减少一半。在-5℃的条件下,DNA全部分解需要680万年,而破碎到无法解读只需要150万年。
恐龙在6500万年前灭绝,DNA已经无迹可循。但猛犸象灭绝仅数千年,遗传技术的进步让冰封的DNA仍有重新表达的机会。2013年5月,俄罗斯的科学家发现了一具保存完好的猛犸象遗骸,出土时甚至有血液渗出。
猛犸象多生活在寒带冰原,曾是世界上最大的象,成年的猛犸象高约5米,宽约3米,体重约10吨,比现在的大象大两倍左右,披着长毛,一对长而粗壮的象牙向上向后弯曲并旋卷。
西伯利亚发现的这头猛犸象尸体被称为“毛毛”(Buttercup),这头雌性猛犸象身高8英尺(约合2.4米),死亡时年龄约为50岁,体型和现代大象差不多,尸体已经冰冻了约2.8万年。虽然科学家认为“毛毛”是在陷入泥塘之后,被其它动物吃掉的,但它的大部分身体、三条腿、头部和鼻子都完好无损。
在“毛毛”被发现之前,就一直有科学家希望从冰冻的猛犸象尸体中提取DNA,通过基因技术让它复活。
日本科学家曾表示
猛犸象今年能复活
国际上相关研究从1997年就开始了。研究人员曾通过三次西伯利亚冻土挖掘调查,获得了猛犸象的皮肤和肌肉组织。但是这些组织的细胞核多半被冰的晶体所伤,无法利用,有关计划一度遭遇挫折。
2008年,一些科学家称,他们通过对从一具冰冻的猛犸象骸骨中提取的DNA样本分析,已破译大约3000万个“字母”的遗传密码,尽管这只相当于全部遗传密码的1%左右。2010年,澳大利亚、加拿大等国的科学家经过七年研究,从冰冻猛犸象遗骸上取得DNA,并成功复制猛犸象血液里的血红蛋白,相关研究成果刊登在《自然遗传学》杂志上。
日本科学家为复活猛犸象而展开的研究已经持续了20多年。日本近畿大学生物理工学研究生院教授入谷明的研究小组设想,从骨髓中提取出细胞核并植入除去细胞核的大象卵细胞中即可获得含有猛犸象基因的胚胎,再将其植入大象子宫内,便有可能培育出猛犸象。
2008年,理化研究所若山照彦博士领导的小组,在世界上首次用冷冻保存16年之久的小鼠尸体的细胞培养出了克隆鼠。入谷明的团队以若山照彦的方法为基础,开发出了一项新技术。只要解冻的组织里2%到3%的细胞核未受损,应用新技术就可以把它们完好地提取出来。
据日本《读卖新闻》的报道,入谷明表示,从冷冻细胞中提取正常细胞核的技术已经成熟,猛犸象组织的来源也得到了确保,现实可行的条件已齐备。如果一切顺利,2017年左右,也就是今年就可能迎来猛犸象宝宝的诞生。
杂交猛犸象胚胎
将培育一个新物种
除了努力复活猛犸象,还有科学家利用基因技术培育杂交猛犸象胚胎,而这将是一个不同于猛犸象的新物种。
2015年以来,哈佛大学的Church团队一直在努力分离猛犸象的DNA,并尝试将它们编辑进亚洲象的染色体当中。他们所采用的技术是革命性的CRISPR技术,可以精确选择和编辑猛犸象的DNA,两年来编辑过的基因片段数量已经由15个增至45个。
Church团队的目标是培育一个杂交种的胚胎,预计两年内制成。
他们打算利用CRISPR基因编辑技术,向现代的亚洲象细胞中注入猛犸象的3个关键基因。这三个基因令猛犸象具有厚重的体毛,额外的脂肪层以及抗冷的血液。理论上来说,只要将这三个基因成功注入亚洲象基因中,那么长出来的生物就是一种类似于猛犸象的东西。
如果实验室里面的测试成功的话,研究小组就可以继续制作一个“猛犸象”的胚胎,但是现在还不知道生出来的会是什么东西。猛犸象的特征可能是很多基因组的混合,Church表示,这三个基因组只是一个开始。如果一切顺利的话,最快在三年之内就可以有一个”猛犸象“胚胎放进一只雌性亚洲象子宫里面,并且再过两年就可以看到一只毛茸茸的“猛犸象”诞生。
如果能发育成功,这种杂交种将拥有猛犸象的特征,如小耳朵、长毛发、更厚的皮下脂肪和适应低温的血液。
有人设想猛犸象复活
可以保护北极冰川
那么,上述研究成功的可能性有多大?
据《科技日报》报道,中科院南京地质古生物所马俊业博士表示,这实验的难点主要还是在基因技术上。虽然国际科学团队号称在西伯利亚永久冻土中获得了猛犸象的软体脂肪组织、毛发和骨髓,但是其基因性状、完整度等都无法与现代生物中提取的基因组相提并论,即使通过技术对基因进行人工修补,理论上是可行的,但是在实践中还是未知数。
“让消失物种复活还没有过先例,一旦这项技术成熟,便可推广到其它物种上。”马俊业说。不过,真正复活猛犸象需要三个步骤:第一步,复活猛犸象细胞；第二步,恢复细胞的全功能性并形成胚胎细胞；第三步,找到代孕母体孕育生产出个体。
目前科学家正在完成前两步,但第三步代孕则困难重重。猛犸象即便和近亲亚洲象基因组差异仍有4.7%,因此对于移植胚胎,母体的免疫排斥反应很可能导致代孕流产。
即便通过现代生物技术复活了猛犸象,现在的气候、生态环境已经完全不适合它的生存。不过这并不能阻止科学家异想天开,有人就设想通过复活猛犸象以保护北极冰川。
猛犸象一度是“猛犸大草原”上的主宰,这一草原生态系统曾占据了整个北半球。它们在草原上起到了至关重要的作用。作为食草生物,它们让树木在草原上无法生长,并在草原各处撒播营养物质。如果猛犸象能够复活,这一生态系统也将得到修复,并阻止北极永久冻土层继续消融。
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