解码生命 守护健康

利用基因技术复活猛犸象 灭绝物种真能起死回生?

2017-06-07 21:24:41中脉颐爱联合事业部

想象一下,当你踏上毛里求斯岛的土地时,渡渡鸟会一摇一摆地向你发出问候;或许,你更喜欢前往西伯利亚荒野,一睹猛犸象的雄伟身姿;又或者,你想到新西兰寻找巨大的恐鸟。当然,这样的生态旅行现在只能是幻想,因为这些生物都已经灭绝了。

但一些科学家们目前正在进行复活灭绝动物的研究,也许会让这样的场景成为现实。哈佛大学的研究团队近日就表示,它们将通过基因编辑技术,在两年内使猛犸象“复活”。人类真的可以让已经灭绝的动物重新复活吗?

哈佛大学新基因技术或让猛犸象复活

猛犸象冰河时期曾在欧洲、亚洲、非洲及北美洲等地生活,但因气候变化等原因,约在4000年前灭绝。

哈佛大学一个研究团队日前宣布,它们计划从俄罗斯西伯利亚取得冰封猛犸象的DNA,再利用基因编辑技术,将它们融合到近亲亚洲象的基因组中,以制作混种胚胎,预计两年内制成。

若培育成功,科学家们将向世人展示包括小耳朵、拥有皮下脂肪、长毛及耐冷等长毛象特征的“新型”大象。

该项目于2015年启动,研究人员已经将包含猛犸象DNA与亚洲象基因组的“剪辑片段”从15个增加到了45个。

哈佛研究团队的带头人乔治·彻奇教授(Professor George Church)表示:“我们正在寻找对这些‘剪辑片段’效果进行评估的方法,并试着在实验室中培养胚胎。”

2013年在西伯利亚冰层中发现的一头雌性猛犸象

“这些剪辑片段影响着猛犸象在寒冷环境中生存所需的生理特征。我们已经知道了哪些片段与它们较小的耳朵、皮下脂肪、毛发与血液相关,但除此之外还有许多正向选择基因(即物种受外界环境影响产生的可有效适应环境的基因)。”乔治·彻奇教授说。

猛犸象复活计划的两大目标

这个计划颇具野心。他们不准备使用雌象作为代孕母亲,而是打算将受精卵置入人造子宫进行孵育。

关于人造子宫,彻奇教授指出:“我们希望能不借助活体生物完成整个培育过程。亚洲象已经濒临灭绝,让雌象承担这样的风险未免不合情理。”

哈佛研究团队的带头人乔治·彻奇教授

彻奇教授曾参与研发了广为运用的基因编辑技术CRISPR/Cas9。自从该技术于2012年问世以来,已使基因工程领域发生了重大转变。该技术能够以极高的精确度实现DNA片段的“剪切复制”。

彻奇教授指出,此次猛犸象复活计划有两大目标:一是为濒临灭绝的亚洲象寻求另一条出路,二是对抗全球变暖。

猛犸象将有助于阻止永久冻土层融化、释放大量温室气体。“它们在雪地上行走时,可将冷空气带入冻土层,从而阻止冻土层融化。”

猛犸象想象图

此外也有一些研究显示,猛犸象可对西伯利亚的气温起到重大影响。

世界各国关于复活猛犸象的研究

其实,哈佛大学乔治·彻奇教授的团队所做的,并不是人类第一次关于复活猛犸象的尝试。

据报道,国际上相关研究从1997年就开始了。研究人员曾通过3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。

猛犸象想象图

2008年,日本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。

后来,日本近畿大学教授入谷明等组成的科研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。

入谷明团队于2011年1月宣布了自己的猛犸象复活计划,但至今尚未成功。

2012年8月,西伯利亚科学家在俄罗斯东部雅库特一个永久冻土猛犸象墓地中发现了一副独特的猛犸象残骸。并在象体内发现了保存完好的细胞,克隆这种长有獠牙的标志性动物的希望因此大增 。

在俄罗斯雅库特发现的猛犸象残骸

日前,中国国家基因库执行主任徐讯称,该组织的科学家已经恢复了猛犸象细胞的全功能,形成了胚胎细胞,但距离培育成猛犸象个体还有一段路要走。

此外,北大博雅控股集团旗下博雅基因也已经开展了相关的实验项目。北大博雅控股负责人许晓椿博士称,该项目联合了来自韩国、俄罗斯、日本等国家的顶级科研团队,包括克隆羊“多莉”之父Sir. Ian Wilmut博士等。

争议:完全复活是不可能的

猛犸象复活计划也引发了很多争议。

“让猛犸象完全复活是不可能的,只是让现代亚洲象具备许多猛犸象的特征,更不可能在野外生存。”当中科院南京地质古生物所袁训来研究员说:“这只是用来检验基因技术,显得人类很有能耐。”

袁训来认为,想要建立一个基因库,需要一个相当数量的种群才行,而目前所进行的复活猛犸象只是实验室的一项研究而已,不仅不可能完全复制出冰川时代的猛犸象,更不可能使其具有在当今自然环境中生存的能力。“放在野外环境中,说不定一两年就都死了。”

猛犸象想象图

袁训来认为,在实验室复活猛犸象并不能改变地球物种灭绝的自然规律,在生物进化研究方面并不具备特别有价值的意义,“我们不可能让它活起来”。

但中科院南京地质古生物所马俊业博士则为此点赞。“挺有意思的,这是最新的生物技术与距今时代最近、最神奇生物的完美结合,我认为有希望获得成功!”

长期从事分子演化研究的马俊业说,这项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。

“让消失物种的复活还没有过先例,一旦这项技术成熟,便可推广到其它物种上。”马俊业说。通过分析对比猛犸象与现代大象的遗传物质,进而可以研究大象的进化速率等。

灭绝动物的复活还有多久才能实现?

灭绝动物的复活在技术上还有多久才能实现?也许比人们预想的要快得多。事实上,已经有科学家在尝试物种的复活了。

2000年,科学家克隆出一只西班牙羱羊,利用的是从最后一只存活个体上采集的细胞样品。

不过,这一推迟该物种灭绝的早期尝试并不成功:克隆西班牙羱羊在出生之后仅7分钟时就死于肺部缺陷。

西班牙羱羊的艺术画

此外,还有一个经常被忽视的关键因素:真正的灭绝动物复活是不可能的。科学家目前尝试的方法中,没有一种能带来与灭绝物种完全一致的复制品。即使最先进的技术,也只能给我们一个替代品。

并不是“真正的”猛犸象

作为替代品,经过基因编辑“复活”的猛犸象或许在基因上甚至行为上很接近已灭绝的同类,但永远不是真正的猛犸象。换句话说,复活灭绝动物实际上无法补偿人类活动对生态环境造成的伤害。

乔治·彻奇教授就曾说:“我们希望能培育出亚洲象与猛犸象的杂交胚胎。事实上,它更像是一头具备大量猛犸象特征的亚洲象。”

一些科学家担心这个重要的观点被人忽视。

他们认为,对复活灭绝动物的热衷甚至可能会伤害现实中的保护工作,因为这会给人以错误的印象,认为物种的灭绝不是永远的。

也就是说,也许有一天人类能够“复活”猛犸象,但那将并不是“真正的”猛犸象,而是一个拥有猛犸象特征的东西。

所以也许,对待濒危动物最好的办法还是加强保护工作,避免他们的灭绝,而不是在灭绝之后再用基因工程“创造”一个类似的动物。