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或许用基因工程复活灭绝生物根本上就行不通

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majer @ 2022.03.12 , 14:34

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或许用基因工程复活灭绝生物根本上就行不通

基因工程师的梦想就是在现实世界里实现“侏罗纪公园”。

科学家原本打算用印度洋岛屿上的已灭绝的鼠类动物先练练手。圣诞岛老鼠消失于100多年前,但研究人员现在表示,即使是其详细的基因组也不够完整,无法复活。

“我认识很多生物学家,他们都会想,‘我能复活已灭绝生物吗?’”圭尔夫大学的伦理学家凯伦·温德林 (Karen Wendling) 说道。除了技术上的魅力和谱写传奇功业的梦想外,将动物放回其原始栖息地也有助于恢复我们的生态系统。

猛犸象曾经控制着北极的灌木和树林,并用粪便给草施肥。事实上,一家名为 Colossal Laboratories and Biosciences 的公司当前的主要业务就是尝试利用大象基因制造猛犸象。

为了复活灭绝物种,科学家们首先需要对其基因组进行测序,然后编辑近亲物种的 DNA 匹配它。接下来是用修改后的基因组制造胚胎并将它们植入代孕物种的子宫。到目前为止,科学家们已经对大约 20 种灭绝物种的基因组进行了测序,其中包括洞熊、旅鸽以及几种猛犸象和恐鸟。但目前还没有人报道称,可在亲戚物种中重建灭绝生物的基因组。

哥本哈根大学的进化遗传学家汤姆·吉尔伯特认为最好从小处着手。“如果我们想尝试如此疯狂的事情,为什么不从一个简单的模型开始。”因此,他与汕头大学的分子生物学家林剑青和其他同事将注意力集中在圣诞岛鼠(Rattus macleari)上,该鼠于1908 年从位于澳大利亚以西的岛屿栖息地上灭绝。鉴于它与挪威大鼠的密切关系,该物种“应该是一个梦幻般的候选者”,挪威大鼠是一种经过充分研究的实验室动物,拥有科学家已知的可用于编辑的完整基因组序列。

吉尔伯特和林从两只保存完好的圣诞岛老鼠标本的皮肤中提取了 DNA,并对其进行了多次测序,以获取尽可能多的基因组。他们实现了超过 60 次的覆盖率。旧DNA 只能以小片段的形式存在,因此该团队使用挪威大鼠的基因组作为参考,尽可能多地拼凑消失的大鼠基因组。林、吉尔伯特和他们的同事昨天在《当代生物学》杂志上报告说,比较这两种基因组发现,圣诞岛大鼠的基因组仍有近 5% 缺失。丢失的序列是34000个基因中的大约2500个。回收的 DNA 包括圣诞岛大鼠特有的圆耳基因,但重要的免疫系统和嗅觉基因要么缺失,要么不完整。

丢失的 DNA 数量让斯坦福大学的生物伦理学家亨利·格里利(Henry Greely)感到惊讶。 “这是一个我没有关注的重要问题。”

伦敦自然历史博物馆的进化生物学家 Victoria Herridge 说,这项工作“确实突出了 [去灭绝] 工作的困难,甚至可能是荒谬。”

Herridge 说,许多缺失的基因将是使每个物种独一无二的基因。她指出,一个灭绝的物种及其现存的近亲分化的时间越长,丢失的基因就越多;圣诞节和挪威老鼠在 260 万年前分裂,在生物演化尺度上属于眨眨眼的时间;猛犸象和亚洲象在 600 万年前分道扬镳。 “坐而论道让 [去灭绝]工作 看起来非常简单,但当然,事实并非如此。”

5% 是一个很大的数字——人类基因组与黑猩猩和倭黑猩猩的基因组仅相差 1%。

但是,墨尔本大学帕克维尔分校的发育生物学家安德鲁·帕斯克(Andrew Pask)并不担心,他正在带头复活一种名为袋狼或塔斯马尼亚虎的已灭绝有袋动物。 “袋狼可能是[去灭绝]的最佳候选者,”他说。他的团队对这种捕食者的基因组以及几种潜在替代物种的基因组进行了测序。他说,他们发现尽管 5% 的袋狼基因组缺失,但这 5% 主要是重复区域,可能不会影响转化动物的外观或行为方式。

此外,帮助Colossal 的哈佛大学遗传学家 George Church 说,现代和灭绝 DNA 的测序正在“稳步改进”。 未来有机会找回100%的基因组。

吉尔伯特现在认为创造猛犸象或旅鸽的精确复制品将是“不可能的”。但这样的努力可能会导致国际自然保护联盟所称的“代理者”出现,即动物性状之间足够近似,可以在已灭绝物种的旧生态系统中发挥相同的功能。这就是发展方向。

“主要目标不是制作‘完美的复刻’,而是制作多样化和选择性的混合体。”

Herridge 警告说,在大多数情况下,科学家不会事先知道编辑后的基因将如何影响动物的行为和生存能力。 “即使我们得到完美基因,我们仍然必须在不同的物种中孕育它,所以你为什么认为它会完全一样?”

其他人还认为,去灭绝的努力可能会占用必要的资源。“如果复活1种生物的成本,足以挽救现存8种濒危物种,那干脆还是让它保持灭绝状态好了。”

但即使道理如此,生物学家还是想知道渡渡鸟长什么样。而且,格里利说,“就我个人而言,我很想看到活的剑齿猫!”

https://www.science.org/content/article/bringing-back-woolly-mammoth-and-other-extinct-creatures-may-be-impossible

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