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复活猛犸象:基因技术将缔造“穿越”传奇?

www.guangzhou.gov.cn2017年3月11日 11:32:50来源: 广州日报

 

“猛犸象复活”是近日的一个热门话题,有科学家宣称,这个天方夜谭般的想法,将会在两年内成为现实。

在物竞天择、适者生存的进化史中,无数生物生生死死、死死生生,但从未听说有哪一种灭绝的生物在谢幕之后,还可以再次“返场”。如今,人类的技术是不是真的能让灭绝的生物再度复生,在地球大舞台上演大团圆的美好剧情?但随之而来的疑问是:以人为的因素,让已被淘汰出局的生物们重新复活,究竟是不是明智的做法?科学家这样做的动机又是什么?

基因注入亚洲象有可能形成新品种?

猛犸象又被叫做长毛象,是陆地上生存过的最大、最耐寒的哺乳动物之一,这种体重最高可达12吨的生物,在4000多年前因为气候变化而陆续灭绝。

但是,和恐龙这种只剩下石化骨架的灭绝生物不同,猛犸象的尸体被大量冰封在北极圈永久性冻土中,其中不乏一些保存较好的样本,有的肌肉组织甚至还会有血液渗出。有科学家宣称,至今已经发现了200万只猛犸象的遗骸,其中保存完好的有10万多只。

在基因技术突飞猛进的当代,猛犸象遗骸中这些富有活性的基因片段,蕴藏着使其复活的巨大可能性。这个在十年前还似天方夜谭的想法,目前实现的路径已不止一条,而且似乎每一条路,距离目标只有“一步之遥”。

第一种办法是利用现在大热的“基因编辑技术”,这个项目的主持者是哈佛大学的基因学家乔治·彻奇。他将猛犸象的基因植入与其亲缘关系最近的亚洲象细胞中,对亚洲象进行基因修改。彻奇的团队已经用两年的时间对亚洲象基因做了45个趋猛犸象的修改。

不过,另外一项研究发现,对比猛犸象基因组与现代亚洲象基因组,一共有1642个不同的基因。但彻奇说,他们修改的45个趋猛犸象的基因虽然数量不多,但包含了猛犸象最具特征的部分,比如短短的耳朵、长长的毛发、厚厚的脂肪、非常耐寒等。他们认为,无需修改亚洲象的全部基因,也可以使得亚洲象具备猛犸象的特征。

不过,清华大学合成与系统生物学研究中心研究员谢震指出,无论彻奇版的大象看上去如何像猛犸象,它也不是真正的猛犸象,严格意义上说,它是一个新的大象品种。彻奇本人也从未表示他要培育出血统纯正的猛犸象,甚至造出一头活的杂交大象也不是他的工作重心,他还在为造出单个细胞不懈努力。

胚胎移植术

胚胎功能难确定

代孕也是大难题

在成功地造出这样一个杂交细胞之后,彻奇得想办法让它分化成杂交象胚胎,最直接的办法是将杂交细胞放入亚洲象的卵细胞中。但卵细胞会自动修订新植入的DNA,这有可能使得彻奇先前对细胞的编辑是白费力气。而且,亚洲象目前是濒危物种,为了复活猛犸象,而用濒危的亚洲象做实验似乎也不太合适。最后彻奇想出了个点子:他可以不用亚洲象的卵细胞,而是提取亚洲象的皮肤细胞,然后在实验室中转化为干细胞,再分化成卵细胞。

即便彻奇解决了第二步,还有第三步的难题在等着他:胚胎成型之后,他还得将其移入人工子宫进行发育。目前,彻奇团队已经成功地让一枚小鼠胚胎在人造子宫中发育了10天,达到了正常发育期的一半。但猛犸象和小鼠的体格完全不在一个层次上,而且孕育小鼠只需要20天,孕育猛犸象需要2年。彻奇表示,他现在只能肯定两件事:一是短期内不可能“复活”猛犸象;二是该项目所需科技正在迅猛发展,前景很是乐观。

我国也有科学家在为复活猛犸象而努力,他们采取的是另外一种办法:胚胎移植术。华大基因研究院院长徐讯表示,复活猛犸象需要三步:第一,复活猛犸象细胞;第二,恢复细胞的全功能性,形成胚胎细胞;第三,找到代孕母体,孕育生产出猛犸象个体。此前,人们在西伯利亚冰层里发现了完整的猛犸幼象,获得了完整的细胞核,中国科学家在此基础上做出了猛犸象的胚胎细胞,现在,只要找到合格的代孕体,猛犸象就可从4000多年前穿越而来。

但谢震认为,华大的这个复活方式,最大的问题是得先证明这个胚胎是不是有功能。而且,替猛犸象找“代孕”也是个难题,即使是猛犸象的“近亲”亚洲象,基因差异仍然达到4.7%,极容易发生排异反应造成流产。

争论

复活猛犸象违背自然规律?

已经灭绝了四千年的猛犸象,究竟有什么复活的必要呢?《生物进化》科普杂志主编的袁训质疑,复活单只的猛犸象,不代表能够复活整个种群,而且现有的生存环境也无法给复活的猛犸象提供合适的栖息地。“猛犸象在现有的野外环境中一两年就会死掉。”袁训说。在他看来,生生不息、有生有死是自然规律,而干涉这种规律是不明智的。猛犸象灭绝是因为它不能适应环境变化,复活猛犸象这个行为显然违背了自然规律。

也确有科学家的研究结果支持袁训的观点。近期,加拿大渥太华大学约瑟夫·班尼特博士和他的同事公布了一项研究结果。他们在对新西兰和澳大利亚新南威尔士州进行了成本效益分析之后发现,复活灭绝物种的行为不太可能实现生物多样性保护,反而对保护濒危灭绝物种产生负面影响。具体而言,政府投资保护新西兰所有11种灭绝物种所付出的代价,将是保护31种现有物种的成本,对澳大利亚新南威尔士州5种灭绝物种的保护成本相当于保护42种现有物种的成本。

“好奇心是驱动人类科学进步的重要原因。人类干了很多加速物种灭绝的事情,现在又对那些消失的物种充满好奇。现代基因工程技术的发展,让人类可以沾沾自喜地证明,不仅有能力灭绝物种,也有能力复活物种。”袁训说。

但支持复活灭绝物种的科学家并不承认他们的动机如此“浅薄”。在他们看来,即便复活了的灭绝生物只能存在于实验室或动物园,对人类而言也有莫大用处。许多有价值的科学研究将因此得到推进:比如,通过对复活的灭绝生物的基因组进行深入研究,我们有机会揭开种群脆弱的原因;而复活灭绝动物所使用的技术也可以直接应用在濒危物种上,个体数量稀少的种群可以借此增加基因的变异性;通过克隆技术,在遗传上有某种缺陷的动物可以被完全治愈。例如,科学家认为袋獾的传染性面部肿瘤是由单个基因导致,如果在新一代袋獾中使该基因沉默,这种肿瘤疾病就将很快消失。经过基因改造的袋獾拥有了免疫力,不会被传染上肿瘤,也将在繁殖上具有优势。经过一段时间后,整个种群将最终都具有免疫力。

(编辑: 小筱 )

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