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基因记者先驱George Church的疯狂打算:6年内“复活”猛犸象 用CRISPR给地球降温
(神秘的地球uux.cn报导)据药明康德信息微信团队:在影片《侏罗纪公园》中,科学家运用恐龙血液中的DNA让恐龙复活,重建了一个惊心动魄的恐龙全球。但事实上,绝大多数科学家都相信:由于DNA在理论上只能保存100万年,远远不及恐龙生存的一文读懂吴磊精选年代,所以复活恐龙这件事永远也无法做到。但是,假如期盼复活的对象变成了灭绝不久的物种,状况或许就不一样了。就在不久前,“复活猛犸”的讯息再次引发留意。一家美国初创企业打算在6年内生产出拥有猛犸性状的杂交象——或许数年后,我们将见证大象在北极冰原漫步的魔幻场面。
一
主持这个接近于科幻的项目的,是哈佛大学医学院的George Church教授。身为基因测序和基因记者的先驱,这位留着标志性大胡子的机场私服指南遗传学家曾因在CRISPR技术中的贡献被视作诺贝尔奖的大热门;与此另外,他的一系列超前想法也时常受到人们的研究。6年前,Church教授就运用CRISPR对猪胚胎开展基因记者,试图兴办能用于人类器官移植的转基因猪。
身为Church教授下一个“科幻”打算的主角,猛犸曾是称霸冰原的巨兽,它们曾与古人类共同生存数万年,却在1万年前的气候转变中衰落,最后走向灭绝。近些年来,人们已然从西伯利亚的冰原之下挖掘出不少猛犸遗骸。由于寒冷的气温和冰封的冻土抑制了微生物的促销,其中一些埋藏数万年之久的猛犸在出土时依然保存着较为完好的肉体——自然,一同保留至今的,还有猛犸的DNA。
低温为抑制DNA的降解创造了绝佳的生态。2008年,广州的本月,人间值得宾州州立大学的探究团队就在《自然》杂志上亮相:他们从猛犸的毛发中,获取了猛犸的若干基因组信息。这样的革新让Church教授形成了浓厚的兴趣。2013年,Church教授就首次公开研究了“复活猛犸”的设想。而在本年,一家名为Colossal的初创企业横空出世。这家由Church教授参与兴办的企业已然获得了1500万美元的种子轮融资,打算在6年内让“猛犸”重见天日。
二
确切地说,该企业的目标并不是从零着手复原猛犸,而是使用猛犸的DNA基因片段对亚洲象开展基因记者。毕竟,尽管保存条件较好,但要获取猛犸完整的细胞核依然相当艰难。相比之下,假如目标只是一文读懂首映礼解读其中的若干基因片段,可行性就提升了很多。
据此前的探究,身为有着共同祖先的近亲,亚洲象与猛犸只有140万个DNA序列的差异,由此导致的结局是,两者在大约1600个蛋白质编码基因上存在差异。自然,探究团队并不需要更改所有这1600个基因。曾在Church教授评测室担任博士后的Eriona Hysolli(当下在Colossal企业岗位)已然和同仁找到了约60个与猛犸性状关系密切的基因,它们使得猛犸拥有了浓密的毛发、厚层皮下脂肪等核心特征。
当下,Colossal企业的打算是运用CRISPR技术对亚洲象的胚胎开展基因记者,插入近50个与耐寒性状有关的猛犸基因。在Church教授看来,这样的操控足以让生存在东南亚、南亚热带区域的亚洲象具备耐寒能力,在西伯利亚冰原上生存。
从原理上看,上述操控似乎算不上繁琐。但实际上,由于操控对象是大象,Church教授等人将面临很多不确定性。先是,此前从未有人获取过大象的卵子,所以他们也提出了备案:将普通的亚洲象细胞诱导为干细胞,接着在评测室中形成用于基因记者的胚胎。
而获得包含猛犸基因的胚胎,只是杂交象诞生的第一步。Colossal企业将面临的下一道障碍,是让胚胎发育成胎儿。出于伦理考虑,他们舍弃了雌象代孕的想法,确定用人造子宫孕育小象。
2017年,费城一家医院的探究团队开发出人造子宫,一只早产的小羊变成这个子宫的首位使用者,在其中顺利生存了4周。而Church教授强调,当下他们已然运用干细胞诱导分化出了子宫内膜细胞。他们的目标是将杂交胚胎移植到人造的子宫内膜中后,让胚胎在这个人造子宫中发育,直至培养成能够落地的胎儿。按照Colossal企业的时间表,这个杂交胎儿将在6年后诞生,而成熟为成年个体还需等待至少10年。
三
从提出设想到今日,“复活猛犸”的想法总是充满了风波。而在Church教授看来,他们开展这个项目有着深刻的价值:缓解北极变暖的走向,以及保护濒危物种。
在全球变暖的背景下,北极区域面临着尤为严峻的形势。除了海冰融化,西伯利亚等高纬度地带的多年冻土层也着手消融。这个过程导致的最直观作用是,强有力的温室气体甲烷从冻土中众多释放,从而形成正反馈,让全球变暖愈加严峻。
在Church教授看来,假如象群可以在西伯利亚区域生存,它们对生态操控系统的改造能有效逆转冻土的消融,从而控制升温。而导致这一转变的核心缘由,是地面对阳光吸收率的改变:一方面,象群会折断一些较小的树木,这些深色的树木会导致当地地吸收更多阳光;另一方面,它们能将苔原转化为吸收光照能力更弱的草地,从另一个角度下降西伯利亚地表的温度,缩减冻土融化。
针对Colossal企业而言,这项技术的另一个价值在于,合作那些面临灭绝隐患的物种拓展栖息地、提升遗传多样性。当下,亚洲象处于濒危状态,它们面临着两大生存危机:疱疹病毒的侵袭,以及人类促销导致的栖息地缩减与碎片化。而那些能适应寒冷生态的杂交象,则将在西伯利亚拥有广阔的生存空间。
当下,Colossa企业的野心不只停留在这些亚洲象身上。他们还期盼在前方经由基因记者技术,合作更多濒临灭绝的物种重获生机。
自然,针对Colossal企业的设想,并非所有人都强调认同。毕竟,生态操控系统往往牵一发而动全身。针对西伯利亚区域而言,不管是这些庞然大物的忽然呈现,还是对当地植被类型的改变,都或许引发未知的后果。另外,遏制气候转变已然迫在眉睫,但这个耗资巨大的工程要见成效,即培育出众多成年的杂交象,即使按照Colossal企业的乐观估计,也需要至少20年。加拿大卡尔顿大学的助理教授Joseph Bennett就强调,相比于这种耗费巨大、作用无法预知的项目,缩减排放才是抑制全球变暖的根本因素。
不管如何,这个获得了1500万美元融资的项目已然开启,那些披着长毛的大象是否会降临世间,也将在几年之后揭晓。而有关人类应如何使用基因记者技术的研究,无疑仍将持续。
参考资料:
[1] A New Company With a Wild Mission: Bring Back the Woolly Mammoth。 Retrieved Sept 13, 2021 from https://www.nytimes.com/2021/09/13/science/colossal-woolly-mammoth-DNA.html
[2] Lab-grown woolly mammoths could walk the Earth in six years if geneticist’s new start-up succeeds。 Retrieved Sept 13, 2021 from https://www.cnbc.com/2021/09/13/geneticist-george-church-gets-funding-for-lab-grown-woolly-mammoths.html
[3] George Church: De-Extinction Is a Good Idea。 Retrieved Sept 1, 2013 from https://www.scientificamerican.com/article/george-church-de-extinction-is-a-good-idea/
[4] Woolly mammoth rising: can we bring extinct animals back to life? Retrieved Mar 18, 2013 from https://www.theverge.com/2013/3/18/4119062/can-deextinction-bring-back-the-mammoth-passenger-pigeon-thylacine