美國(guó)生物技術(shù)公司 Colossal Biosciences 在 3 月 4 日宣布,他們創(chuàng)造出了一批“長(zhǎng)毛猛犸鼠”,稱這是復(fù)活猛犸象的第一步。
該公司成立于 2021 年,目標(biāo)是復(fù)活猛犸象、渡渡鳥、袋狼等滅絕不太久的動(dòng)物。
在發(fā)布的照片和視頻里都能看到,這批小鼠擁有長(zhǎng)而厚重的毛發(fā),的確有些猛犸的神韻。
圖源:Colossal Biosciences
新聞發(fā)布的同時(shí),公司還上傳了未經(jīng)同行評(píng)審的預(yù)印本論文。這毫無疑問是基因編輯技術(shù)的成就。
但是,這些所謂的長(zhǎng)毛猛犸鼠,真的能增進(jìn)我們對(duì)猛犸象的了解嗎?
猛犸鼠里真的有猛犸基因嗎?
要復(fù)活猛犸象卻搞出了猛犸鼠,聽起來像個(gè)笑話。
圖源:某社交平臺(tái)
但笑過之后大概很多讀者都會(huì)覺得,這個(gè)猛犸鼠是和猛犸象進(jìn)行了某種意義上雜交的產(chǎn)物,或者至少使用了一些猛犸基因吧。
但是基因不是樂高積木,不是說從一個(gè)物種直接挪到另一個(gè)物種就能用的。這個(gè)所謂的猛犸鼠,真的是拿猛犸的基因做出來的嗎?
大的問題,來自本輪媒體報(bào)道所用的主要宣傳圖。
和公司發(fā)布的預(yù)印本論文對(duì)比一下會(huì)發(fā)現(xiàn),這兩只長(zhǎng)毛的老鼠,看起來大可能是論文里編號(hào)為 512 和 517 的這兩只。
可以理解,畢竟其他的老鼠都沒有這兩只好看。
圖源:Colossal Biosciences
那這兩只本次研究的看板娘,它們的猛犸外貌和猛犸的基因有多少關(guān)系呢?
可以說是“絲毫沒有”。
科研人員編輯了這兩只老鼠的 5 個(gè)基因,其中 4 個(gè)和毛發(fā)有關(guān)。但這 4 個(gè)都是學(xué)界早已熟悉的基因。
比如:Fgf5 負(fù)責(zé)抑制毛發(fā)生長(zhǎng),敲掉它就會(huì)導(dǎo)致毛變長(zhǎng),這種事情大家 30 年前就知道了;
Fam83g 的“多毛”突變,顧名思義,會(huì)讓毛變多變蓬;Frzd6 負(fù)責(zé)毛的走向,敲掉之后毛會(huì)胡亂長(zhǎng)成簇狀;
Mcr1 負(fù)責(zé)毛色,敲掉后會(huì)讓毛變得金黃。
它們 4 個(gè)都對(duì) 512 和 517 這兩只老鼠的“猛犸外貌”有所貢獻(xiàn)。
然而,它們?nèi)疾皇鞘裁?ldquo;猛犸特色基因”。
這倒不是說猛犸的基因里絕對(duì)沒有它們。地球上的所有生命都是或遠(yuǎn)或近的親戚,基因上多少都能找到一點(diǎn)相似之處。
猛犸和小鼠同為哺乳動(dòng)物,算不上太遠(yuǎn),存在很多同源的基因,但這些基因別的哺乳動(dòng)物也有——比如人類自己。
在人類身上,F(xiàn)GF5 基因管的也是毛發(fā)長(zhǎng)度——按照“長(zhǎng)毛猛犸鼠”的命名邏輯,它們豈不是也可以被稱作“人鼠”了。
那要怎樣的基因才能擔(dān)得起猛犸特色的名字呢?
道理上講,這樣的基因好是在猛犸這個(gè)物種里新誕生的,或者至少是在猛犸身上經(jīng)歷了什么重要的演化。
類似的基因,科學(xué)家們已經(jīng)有所了解,比如負(fù)責(zé)脂肪運(yùn)輸?shù)?Fabp2。在
猛犸的基因組里,它好像被攔腰斬?cái)嗔耍喟胍虼耸チ斯δ堋?span style="display:none">Bx3壹木網(wǎng)-日常常見問題解答
如果研究者把老鼠的這個(gè)基因也敲掉,雖然不是字面意思上的“搬運(yùn)了”猛犸基因,但也可以算作延續(xù)了猛犸的精神。
除此以外,另一個(gè)基因 Tgfa 在猛犸身上似乎也不能正常運(yùn)行。還有一個(gè)基因 Krt27 在猛犸和它近親大象身上有一個(gè)氨基酸差異……
上面提到的這些基因,“長(zhǎng)毛猛犸鼠”項(xiàng)目的研究人員當(dāng)然也知道。他們也全都照此辦理了
。預(yù)印本論文里提到了一只老鼠 571號(hào),它身上就集中了多個(gè)以猛犸為靈感來源的基因,可以說是本批實(shí)驗(yàn)鼠中“猛犸”的一只。
不過,它長(zhǎng)這樣子:
圖源:Colossal Biosciences
你猜,“長(zhǎng)毛猛犸鼠”項(xiàng)目為什么不選它當(dāng)這個(gè)項(xiàng)目的展示品呢?
靠基因技術(shù)真的能復(fù)活猛犸嗎?
雖然很多技術(shù)公司甚至研究者都經(jīng)常把復(fù)活猛犸掛在嘴邊,但老實(shí)說,人類距離復(fù)活一只真正的猛犸,根本就是遙遙無期。
負(fù)責(zé)猛犸基因組測(cè)序的主要科學(xué)家之一、Colossal Biosciences 的首席科學(xué)官 Beth Shapiro 就曾在 2015 年斷言,人類永遠(yuǎn)不可能復(fù)活一只“純”的猛犸。
首先,我們沒有現(xiàn)成能用的基因組數(shù)據(jù)。
雖然在名義上,猛犸象已經(jīng)完成了“全”基因組測(cè)序,但這說的只是“在數(shù)據(jù)處理和研究的意義上”足夠完全,不等于我們就真的獲得了一個(gè)能活的生物體的整套基因。
近年的很多研究都證明,全基因組測(cè)序手段很容易漏掉部分片段。如果哪個(gè)復(fù)雜生物的基因組真的有那么多損傷,它能否正?;钕氯⑹莻€(gè)很大的問題。
其次,有了數(shù)據(jù)不等于有了實(shí)體的基因片段。
人工直接合成 DNA 的長(zhǎng)度只要超過幾百,就很難保證準(zhǔn)確性了,要更長(zhǎng)的 DNA 只能用短片段拼合,但拼合太多同樣會(huì)面臨準(zhǔn)確度的難題。
目前的合成基因組世界紀(jì)錄長(zhǎng)度約為 400 萬——但猛犸的基因組在 40 億左右。
而且 400 萬的這個(gè)是大腸桿菌的基因組,大腸桿菌是原核生物,相對(duì)簡(jiǎn)單。
猛犸象是真核生物,基因以復(fù)雜的方式和蛋白質(zhì)結(jié)合并折疊為染色體,人工實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就更難了。
第三,就算獲得了完整的基因組,也還是不行。
生命的小單位是細(xì)胞,我們至少需要一個(gè)完整的猛犸細(xì)胞——這當(dāng)然已經(jīng)不可能了,只能退而求其次考慮用現(xiàn)存的大象代替。
且不說大象細(xì)胞養(yǎng)出的猛犸是不是真猛犸,細(xì)胞能否接納猛犸基因正常發(fā)育也是難以預(yù)測(cè)的事情。
實(shí)際上,Colossal Bioscience 公司非常清楚這些問題。這家公司的 CEO 本·拉姆近日接受媒體采訪時(shí)說:
“我們有望在 2028 年得到第一頭適應(yīng)寒冷的大象……隨著時(shí)間推移我們能產(chǎn)出整批的適應(yīng)寒冷大象,可以放回野外讓它們繁殖”。
換句話說,他明白承認(rèn),公司的目標(biāo)并不是真正的猛犸。
這樣一頭“轉(zhuǎn)基因大象”對(duì)古生物學(xué)和演化生物學(xué)毫無幫助,大概也不會(huì)有什么商業(yè)養(yǎng)殖的價(jià)值。
當(dāng)然,倒也有一個(gè)理論上能夠成立的目標(biāo),那就是他說的“放回野外繁殖”這一條。
這種野外放歸的目標(biāo)并非傳統(tǒng)的生態(tài)保護(hù),而是想要讓這些動(dòng)物重構(gòu)現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)。這一目標(biāo)通常被稱為“更新世再野化”。
能依靠復(fù)活動(dòng)物來拯救世界嗎?
更新世末期,也就是大約 10000 年前,地球上除非洲外絕大部分地區(qū)的大型生物迎來了一場(chǎng)集體滅絕。
猛犸就是滅絕的受害者之一,雖然有少量猛犸在偏遠(yuǎn)島嶼上又茍延殘喘數(shù)千年,但大局已經(jīng)無法挽回了。
滅絕的原因和冰期結(jié)束有關(guān),但人類的獵殺或許更加重要。自那以來的 10000 年,這些生態(tài)系統(tǒng)里的一批重要位置一直是空白的。
這一事實(shí)帶來的深遠(yuǎn)后果,直到近幾十年才被生態(tài)學(xué)家逐漸認(rèn)識(shí)到。
比如,北美生態(tài)系統(tǒng)此前都是在大型生物的陰影下演化出來的,以猛犸為代表的大型生物消失之后經(jīng)過了 10000 年,這里依然沒有恢復(fù)原本的平衡。
更新世再野化計(jì)劃的目標(biāo),就是重新引入這些大型動(dòng)物的替代物,啃食過度生長(zhǎng)的植被,獵殺較小的草食動(dòng)物,讓生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)分布和能量流動(dòng)重回 10000 年前的模式。
這個(gè)場(chǎng)景下,猛犸象就算是用大象改造出來的冒牌貨也沒有關(guān)系,只要能在亞寒帶生存,就能發(fā)揮相似的作用。
再野化的基本邏輯是講得通的。
但所有的實(shí)際操作,都面臨一個(gè)繞不開的根本問題:過去或許很美好,但我們真的回得去嗎?在一個(gè)全球變暖、苔原凍土瀕臨崩潰、人類遍布每一塊大陸的世界里,猛犸象這樣的動(dòng)物真的還有容身之地嗎?
更何況,大象是一種有知識(shí)傳承的群居動(dòng)物,老族長(zhǎng)需要負(fù)責(zé)帶領(lǐng)象群尋找食物和水源,母象要和親屬一起養(yǎng)大小象,而成年公象要負(fù)責(zé)管教接近發(fā)情期的青少年象。
對(duì)于人工培養(yǎng)的猛犸象,這些知識(shí)和社會(huì)結(jié)構(gòu)完全要從零開始,這樣的象群要如何面對(duì)眼前從未見過的地景呢?
基因編輯技術(shù)和基因組學(xué)大概是過去二十年里生物學(xué)了不起的成就,極有可能成為未來百年人類進(jìn)步的“房角石”。
但技術(shù)不是魔法也不是時(shí)間機(jī)器,人類的每一項(xiàng)技術(shù)使用都是向前而非向后的。
復(fù)活的猛犸或許真的可以拯救世界,但那條道路必然比復(fù)活本身還要更加漫長(zhǎng)、更加不可預(yù)料。
今天的“猛犸鼠”姑且可算是向那個(gè)方向邁出了一步,但這一步只能說是微乎其微,連“小鼠的一小步”都算不上吧。
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