科学家们正在努力使一种已灭绝的巨兽复活

2024-11-26 07:36来源:本站

  

  据参与其中的科学家称,一项大胆的计划正在取得一些进展,该计划旨在通过基因工程改造猛犸象,猛犸象是4000年前消失的冰河时代的长牙巨人。

  长期目标是创造一种活着的、会走路的大象和猛犸象的杂交动物,这种动物在视觉上与它已经灭绝的祖先没有区别,如果有足够数量的大象被释放到自然栖息地,可能有助于恢复脆弱的北极苔原生态系统。

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  十多年来,复活已经灭绝的物种一直是哈佛大学遗传学家乔治·丘奇(George Church)热衷的项目。2021年2月,丘奇与企业家本·拉姆(Ben Lamm)共同创立了总部位于达拉斯的Colossal Biosciences,并在当年晚些时候获得了现金注入和随后的宣传。

  许多具有挑战性的任务仍然存在,例如开发能够孕育小象的人工子宫。但Colossal Biosciences周三表示,他们已经向前迈出了“重大一步”。

  丘奇和Colossal公司的生物科学主管艾里欧娜·希索利(Eriona Hysolli)透露,他们已经将一头亚洲象(猛犸象的近亲)的细胞重新编程,使其进入胚胎状态——这是首次从大象细胞中提取干细胞。该团队计划在科学杂志上发表这项工作,但这项研究尚未经过同行评审。

  这些被修饰的细胞被称为诱导多能干细胞(iPSCs),可以在实验室中进一步戏弄,生长成任何种类的大象细胞——这是研究人员建模、测试和完善基因变化的重要工具,他们需要做出大量的基因变化,以赋予亚洲象在北极生存所需的遗传特征。这些特征包括毛茸茸的皮毛,一层绝缘脂肪和较小的耳朵。

  “这些细胞的美妙之处在于它们可以无限地更新,并分化成身体的任何细胞类型,”Hysolli说,他是该公司这个庞大项目的首席科学家。

  干细胞也将使保护科学家更容易研究亚洲象的独特生物学。就它们的体型而言,这些生物对癌症具有独特的抵抗力,其原因尚不清楚。研究小组制造大象细胞系的一个关键障碍是抑制被认为具有抗癌能力的基因。

  圣地亚哥动物园野生动物联盟(San Diego Zoo Wildlife Alliance)保护遗传学主任奥利弗·莱德(Oliver Ryder)说,Colossal公司开创的细胞研究技术为拯救濒临灭绝的大象开辟了一条新的途径。

  “从大象身上制造iPSCs的意图已经存在多年了。这很难实现,”莱德说,他没有参与这项研究。“对保护的影响将在基因拯救和辅助繁殖领域,”他补充说。

  由于显而易见的原因,很难研究自然产生的大象胚胎。这些干细胞将使科学家们能够制造出大象胚胎模型,揭开大象如何发育成胎儿的面纱——这是一项“非常宝贵的资产”,莱德说。

  大象的干细胞也是猛犸象重生的关键。一旦被编辑成具有猛犸象的遗传特征,大象的细胞就可以用来制造卵子和精子,以及可以植入某种人造子宫的胚胎。然而,这需要多年的努力。

  考虑到Colossal公司最初设定的6年期限,该团队计划首先采用现有的克隆技术,类似于1996年制造多利羊的技术,将基因编辑过的细胞插入捐赠的卵子中,由代孕的大象妈妈孕育。然而,尽管这项技术已经存在了一段时间,但其结果还是有得有失。鉴于尝试失败的可能性,许多人质疑使用濒危动物作为代孕是否合乎道德。

  丘奇说:“我认为第一只工程大象将是一个重要的里程碑,这可能与本(拉姆)的预测一致,即从2021年开始六年。”“第二件让我们高兴的事是,我们有了一款真正耐寒的产品。第三个问题是,如果我们能以一种可扩展的方式做到这一点,那就不需要替身了。这是一个未知的距离,”丘奇说。

  Pictured is an Asian elephant stem cell line stained in different colors to highlight different elements.

  Colossal公司的研究小组已经分析了53只长毛猛犸象的基因组,这些基因组来自从化石中提取的古代DNA。这些范围广泛的标本来自于过去不同时期生活在不同地方的动物,帮助科学家们准确地了解是哪些基因使猛犸象与众不同。

  “我们已经走了很长的路。猛犸象的DNA质量几乎和大象一样好,两者都几乎和人类的DNA一样好。”

  丘奇和希索利并没有确切地说,他们希望对亚洲象的DNA进行多少基因改变,以使这种动物看起来像猛犸象,能够承受北极的温度。遗传学家还想设计出没有象牙的猛犸象,这样它们就不会成为偷猎者的猎物。

  丘奇一直站在将猪的器官与人体兼容以供移植的基因工程工作的前沿,他说,在猪身上一次进行69次基因编辑是可能的。他说,使亚洲象对寒冷具有抵抗力所需的修改数量大致相似。

  Colossal一直声称,如果猛犸象数量足够多地回到地球最北端的草原,将有助于减缓永久冻土的融化。

  一些科学家认为,在猛犸象、马和野牛等食草动物灭绝之前,它们通过践踏草地、撞倒树木和压实积雪来保持地下的冻土。

  2020年在西伯利亚发表的一项小型研究表明,马、野牛、牦牛和驯鹿等大型哺乳动物的存在,导致保护区内的土壤温度低于保护区内的土壤温度。然而,其他专家表示,很难想象适应寒冷的大象群对一个变暖速度比世界上任何其他地方都快的地区产生重大影响。

  Colossal还宣布了在2022年复活塔斯马尼亚虎和2023年复活渡渡鸟的计划,但他们在猛犸象上的工作持续了最长的时间。

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