这种动物曾两度灭绝

Two goats are seen during the sunset in the north coast of the Spanish island of Menorca June 21, 2008. REUTERS/Dani Cardona (SPAIN)
Scientists took the DNA of a bucardo just before it's death and cloned another that lived for 10 minutesImage: REUTERS/Dani Cardona
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20世纪90年代初,恐龙漫步于地球之上。

它们或许只存在于好莱坞制片厂的魔法之中,但《侏罗纪公园》让一代人看到了编辑DNA的可能性及其潜在风险。

电影中的恐龙是通过提取史前蚊子吸食的血液中的基因重现的;这些蚊子被完好地保存在琥珀中。

尽管《侏罗纪公园》属于科幻作品,但它提出的灭绝物种能够复活这一设想,在电影上映仅10年后便成为现实。

最后一只布卡多山羊塞莉娅于2000年去世。

克隆布卡多山羊

2003年,一只小山羊在西班牙出生,仅存活了10分钟。

尽管生命极其短暂,这只小型哺乳动物的诞生仍代表着一项重大科学突破。

它属于一种山羊,名为布卡多山羊,也称比利牛斯野山羊,曾生活在西班牙北部。

最后一只布卡多山羊名叫塞莉娅,于2000年去世。

然而,在塞莉娅去世前10个月,西班牙自然保护工作者捕获了她,并采集了细胞样本。

这些样本经过深低温冷冻保存。

塞莉娅去世后,一支由西班牙和法国科学家组成的团队采用了一种克隆技术,该技术改编自克隆多莉羊的方法,试图复制塞莉娅。他们取出她细胞中的细胞核,并将其注入山羊卵细胞,这些卵细胞自身的遗传物质已被去除。

随后,他们将这些卵细胞植入西班牙野山羊与家山羊的杂交个体体内。

尽管植入了57枚胚胎,这些杂交个体中只有7只成功怀孕,最终有6只流产。

不过,其中一次妊娠成功了,一只雌性布卡多山羊幼崽于2003年7月出生。

遗憾的是,这只布卡多山羊克隆体有肺部缺陷,无法正常呼吸,出生仅10分钟便死亡。

复活恐龙

苏,是迄今发现的最完整的霸王龙化石骨架。Image: 维基共享资源

布卡多山羊克隆体虽是首个被复活的灭绝物种,但距离复活恐龙仍相去甚远。

首先,科学家能够从活体样本中获取布卡多山羊的细胞。

恐龙做不到,事实上,任何灭绝物种都无法做到这一点。活细胞中的DNA完好无损,但死亡后,DNA会随着时间推移而降解。这种降解会导致从已死亡物种样本中提取的遗传信息出现缺失。

在《侏罗纪公园》中,编剧至少意识到了从蚊子体内获取古代恐龙DNA所面临的问题。电影里,血液样本DNA序列中的缺口用青蛙DNA“填补”。

这有两个主要问题。

首先,后来研究发现,大约150万年是保存良好的样本中可读取DNA信息保持完整的最长时间。

恐龙大灭绝发生在6500万年前,因此找到任何准确恐龙遗传信息的可能性微乎其微。

《侏罗纪公园“剪切粘贴”理论的第二个问题是,当时这类技术以难以实现而闻名。

然而,自电影上映以及2003年布卡多山羊克隆体诞生以来,遗传科学已迅速发展。

剪切粘贴基因技术

复活恐龙仍然完全属于科幻范畴,但《侏罗纪公园》对剪切粘贴基因技术的预言却出奇准确。

大约五年前,美国科学家的研究催生出一种能够轻松、准确编辑遗传信息的技术。

这项技术以CRISPR/Cas9为简称,被誉为迄今21世纪最重要的生物学发明之一。

CRISPR是“成簇规律间隔短回文重复序列”(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)的缩写,Cas9则是“CRISPR相关蛋白9”(CRISPR-Associated Protein 9)的缩写。

在她的关于CRISPR的TED演讲中,分子生物学家艾伦·约根森把Cas9比作一个想要啃食DNA的“吃豆人”。

Cas9与一段称为向导RNA的遗传序列相连;这段序列与待修改的DNA片段相匹配。

约根森将向导RNA描述为一条牵引绳:它把Cas9挡在基因组之外,直到找到与DNA匹配的确切位置。

向导RNA找到正确的DNA链后,Cas9便会将其切除。

随后,向导RNA和Cas9离开,CRISPR技术造成的缺口中会插入一段经过修改的DNA链。

科学家已经在利用CRISPR/Cas9培育转基因作物和动物。

在中国,科学家利用CRISPR培育出了低脂转基因猪。

许多人认为,CRISPR或许是最终让灭绝动物重获新生的关键。

“让猛犸象复活”?

皇家不列颠哥伦比亚博物馆展出的一具猛犸象复制模型。Image: 维基共享资源

在被提议复活的物种中,猛犸象格外引人注目。

与恐龙不同,最后的猛犸象仅在4000年前才灭绝。

由于生活在寒冷气候中,科学家有足够多的优质样本来测序猛犸象基因组。

他们在2015年确实做到了这一点,所用样本来自一具在阿拉斯加海岸附近发现、距今4300年的猛犸象遗骸,以及一具在西伯利亚发现、距今44800年的遗骸。

基因组测序完成后,哈佛大学的学者现在提议将猛犸象DNA拼接到活象细胞中。

他们计划利用CRISPR靶向大象DNA中与猛犸象关键特征相关的片段,例如小耳朵、皮下脂肪、长而蓬松的毛发,以及适应寒冷的血液。

实际上,这严格来说并不算让猛犸象复活。

相反,它会是一种杂交生物,即“象猛犸”,也就是2.0版猛犸象。

支持现存物种与灭绝物种杂交的学者认为,恢复灭绝物种的特征,可以带来许多环境效益;这些效益随着物种消失而丧失。

例如,领导猛犸象2.0研发团队的哈佛大学遗传学教授乔治·丘奇声称,猛犸象或可帮助防止苔原永久冻土融化,并向大气释放大量温室气体。它们可以穿过积雪,挖出空洞,让冷空气进入,从而做到这一点。

关于环境效益,也有人提出了类似的论据,支持培育一种以已灭绝的欧洲原牛为基础的“超级牛”。据称,这种动物可以帮助欧洲大陆恢复野生草甸,重建已经消失的生态系统和昆虫、动物栖息地。

还有一些人,例如支持重新培育旅鸽的人,从伦理角度主张,既然人类导致该物种灭绝,就有责任让它重获新生。

最后,一些支持复活灭绝物种的人是出于科学研究的考虑。

在澳大利亚,拉撒路计划的科学家认为,重现胃育蛙或能帮助人们深入了解人体消化过程。

这种青蛙会吞下受精卵,并把胃变成子宫。

古生物学家迈克尔·阿彻这样说道:“我并不是说我们想在胃里养育自己的孩子,但我确实认为,我们或许会希望调节肠道中的胃液分泌。”

在布卡多山羊克隆体诞生十周年之际,有报道称,这项实验背后的科学家获得了新的资金,以重启他们的研究。这笔资金旨在保护该地区的生态环境。

随着复活灭绝物种的趋势兴起,以及CRISPR等技术不断发展,这只小山羊能否第三次迎来好运?

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