克隆猛犸象，家何只要“簡單三步走”。猛犸

喬治•丘奇，猛犸截至目前發(fā)表了482篇論文，復(fù)活獲得了130項(xiàng)專利，看瘋狂的科學(xué)聯(lián)合創(chuàng)立了22家公司
（神秘的家何地球uux.cn報(bào)道）據(jù)北京科技報(bào)：讓最令人震撼的史前生物復(fù)活，科學(xué)家已看到曙光。猛犸究竟是復(fù)活克隆猛犸，還是看瘋狂的科學(xué)把猛犸基因轉(zhuǎn)入大象里，來看瘋狂科學(xué)家們?nèi)绾巍皬?fù)活”猛犸。家何
在所有的已滅絕動(dòng)物中，除了恐龍，最為人知的恐怕就是猛犸象，它的受歡迎程度可算作冰河時(shí)期的大熊貓。巨大的象牙和長毛讓人過目不忘，在很多藝術(shù)作品中，最后一批幸存的猛犸闊步走在寒冷的西伯利亞苔原上，雄壯中透著一股悲涼。如今，基因編輯技術(shù)帶給了科學(xué)家“復(fù)活”古生物的希望，可真正復(fù)活猛犸象，還有很長的路要走。
猛犸滅絕的原因難以確定
假如猛犸會說話，它可能會說，“我不想知道自己是怎么來的，我就想知道自己是怎么沒的。”這劇小品中的臺詞，很適合來形容猛犸象的研究現(xiàn)狀。科學(xué)家們已經(jīng)開始通過各種生物技術(shù)試圖“復(fù)活”猛犸，而對于猛犸滅絕的真正原因卻無法定論。
猛犸象有很長的演化歷史，它們的祖先南非猛犸象在300萬年前離開非洲向北遷移，最終遍布?xì)W亞大陸，成為更新世中后期地球分布最廣的陸地哺乳動(dòng)物。今天人們一般說的猛犸象是指真猛犸象，又稱長毛猛犸象（Mammuthus primigeniu），是猛犸象家族中最后的物種。原始的真猛犸象一直在西伯利亞地區(qū)繁衍生息，約20萬年前，它們才從西伯利亞擴(kuò)散到了歐洲和亞洲其他地區(qū)。又過了10萬年，它們穿過白令海峽來到了北美州的北部。當(dāng)時(shí)北美洲的南部還生活著哥倫比亞猛犸象，它們各占一方，一片祥和。
經(jīng)過了“短暫”的繁榮后，這些地球曾經(jīng)的霸主在1萬年前開始從大陸上消失，最后一群生活在北冰洋弗蘭格爾島的真猛犸象，一直堅(jiān)持到了距今3700年前。由于猛犸象存在大量的化石，甚至在西伯利亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)了多只完整的猛犸遺骸，它們成了被研究最多的史前物種。
絕大多數(shù)猛犸在更新世晚期和全新世早期消失了，它們屬于第四紀(jì)滅絕事件中消失的物種之一。關(guān)于第四紀(jì)滅絕事件的成因，科學(xué)家提出了兩種假說：氣候變化和人類捕獵。對于猛犸的滅絕，科學(xué)家對歸咎于兩者其一作為主要因素，還是兩者結(jié)合也存在分歧。
氣候假說認(rèn)為，在冰河時(shí)期快結(jié)束時(shí)，由于氣候變暖，海平面上升導(dǎo)致了適合猛犸的棲息地大規(guī)模減小，最終致使猛犸滅絕。但由于猛犸并有完全消失，有些種群在相對狹小的島嶼上又生存了數(shù)千年，所以棲息地的減小未必是它們滅絕的主要成因。
人類捕獵假說也有很多證據(jù)，最典型的就是猛犸消失的時(shí)間與人類活躍的時(shí)間吻合，科學(xué)家在多處人類遺跡中同時(shí)發(fā)現(xiàn)了猛犸的骨骼，壁畫中刻著獵殺猛犸的場景，甚至發(fā)現(xiàn)了一個(gè)完全由猛犸骨頭制成的小屋。不過，科學(xué)家通過對某地猛犸象DNA測序發(fā)現(xiàn)，它們的減少持續(xù)更久，遠(yuǎn)在人類活動(dòng)出現(xiàn)之前，而最終是突然滅絕。人類獵殺假說還受到很多質(zhì)疑，其一就是與猛犸同時(shí)代，也被人類獵殺的野牛、駝鹿等大型哺乳動(dòng)物為什么沒有滅絕？
近幾年，科學(xué)家又找出了各種可能導(dǎo)致猛犸的證據(jù)，如對弗蘭格爾島上的猛犸象臼齒樣本進(jìn)行了全基因組測序，發(fā)現(xiàn)了遺傳多樣性降低，卻保持了穩(wěn)定，同時(shí)他們也發(fā)現(xiàn)了遺傳缺陷，滅絕是猛犸自身的原因；對圣保羅島的地質(zhì)探測則發(fā)現(xiàn)，這里在5600年前淡水開始減少，研究者提出淡水的匱乏導(dǎo)致了當(dāng)?shù)孛歪锏臏缃^……無論哪種說法，猛犸的滅絕都不能確定，也許正是因?yàn)樯膹?fù)雜性，它們消失也許有更深刻的內(nèi)在聯(lián)系。
“復(fù)活”猛犸，說來容易做起難
隨著越來越多的冷凍遺骸被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家漸漸有了“復(fù)活”猛犸的雄心壯志。“復(fù)活”（De-extincition）并不是單純地指復(fù)活某一物種，而是具有抗滅絕或反滅絕的意思，具有更深遠(yuǎn)的意義。反滅絕的過程可以包括重新生育出已滅絕的物種，或是創(chuàng)造出外觀類似的個(gè)體，這是一個(gè)創(chuàng)造新生物的過程，新的生物能否復(fù)原已滅絕物種的習(xí)性并繁衍下去也被考慮在內(nèi)。
目前，復(fù)活猛犸主要有兩個(gè)嘗試的方向，一是用細(xì)胞生物學(xué)的方法，實(shí)現(xiàn)猛犸象的克隆。這是個(gè)三步走的方法，和把“大象裝冰箱”一樣“簡單”。
第一步是找到凍土中的保存完好，具有完整功能的猛犸象細(xì)胞。本來這一步非常困難，因?yàn)樵趧?dòng)物死亡的那一刻起，細(xì)胞內(nèi)的DNA也開始降解，在實(shí)驗(yàn)室里保存好的DNA也要使用化學(xué)試劑對其嚴(yán)防死守，使其避免被破壞。科學(xué)家們很幸運(yùn)，在永久凍土中的殘骸發(fā)現(xiàn)了保存完好的細(xì)胞。
第二步是利用現(xiàn)代大象的卵母細(xì)胞作為受體，將猛犸細(xì)胞植入，形成具有發(fā)育功能的胚胎細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)異體克隆。 “把大象裝冰箱”很艱難，這里需要克服克隆效率的問題。能否獲得足夠多的卵細(xì)胞也是問題，因?yàn)閬喼尴笠呀?jīng)被列在世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）列為瀕危物種紅色名單。但在去年2月，華大基因研究院首席科學(xué)家徐訊向媒體透露，我國科學(xué)家已經(jīng)恢復(fù)了猛犸細(xì)胞的全功能，形成了胚胎細(xì)胞。
導(dǎo)致至今沒有復(fù)活猛犸的則是第三步，將重構(gòu)胚胎細(xì)胞移植到代孕母象的子宮內(nèi)，讓其發(fā)育成猛犸個(gè)體。因?yàn)閺?qiáng)烈的排斥反應(yīng)，根本找不到適合最終“關(guān)上冰箱門”的代孕母親，即使和猛犸象最為親近的亞洲象相比，兩者基因組差異仍有4.7%。
另一個(gè)方向是基因編輯，這與《侏羅紀(jì)公園》中的情景十分相似，電影中科學(xué)家從琥珀中的蚊子血液中提取了恐龍基因組，又用了青蛙DNA進(jìn)行填補(bǔ)，最終將恐龍復(fù)活。科學(xué)家認(rèn)為這種方法理論上是可行的。2015年，一個(gè)由瑞典科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)從兩只真猛犸象中DNA中得到了完整的基因組測序。所以，只要知道了基因所對應(yīng)的功能，再把關(guān)鍵的DNA片段導(dǎo)入到他們現(xiàn)存的親緣物種里，替換掉原有的基因，就能實(shí)現(xiàn)猛犸的”復(fù)活”。
例如，找到可以決定猛犸象毛發(fā)性狀的基因，并據(jù)此改造亞洲象的基因組，就有望創(chuàng)造出“長毛大象”。當(dāng)然，什么基因?qū)?yīng)著什么表達(dá)，至今對科學(xué)家來說都是棘手的問題，況且某些特定的基因還會與環(huán)境發(fā)生相互作用，DNA序列不發(fā)生變化的情況下，基因表達(dá)的功能卻發(fā)生了變化，如何找出它們并重塑環(huán)境，未來的路充滿曲折。
丘奇的瘋狂
在使用基因編輯技術(shù)復(fù)活猛犸的科研團(tuán)隊(duì)中，不得不提一位“瘋狂”科學(xué)家，被稱為合成生物學(xué)之父，哈佛大學(xué)遺傳學(xué)教授喬治•丘奇（George Church），2015年3月，丘奇和他的團(tuán)隊(duì)利用CRISPR技術(shù)，把從冷凍的猛犸遺骸的耳朵，脂肪和毛發(fā)中提取的DNA碎片提取出來，移入了現(xiàn)代亞洲象的皮膚細(xì)胞中，這是猛犸象在滅絕后，它們的基因首次處于了活躍狀態(tài)。有意思的是，至今未有相關(guān)論文發(fā)表出來，哈佛的團(tuán)隊(duì)似乎在醞釀著更多的東西。
丘奇的復(fù)活猛犸團(tuán)隊(duì)組建于2012年，當(dāng)時(shí)《全球概覽》創(chuàng)始人斯圖爾特•布蘭德（Stewart Brand）在籌備復(fù)活猛犸、旅鴿等滅絕物種時(shí)找到了丘奇，希望他能提供技術(shù)上的幫助。丘奇很自然的想到了“基因剪刀”CRISPR——一種有效、便捷的基因編輯技術(shù)，可以對DNA進(jìn)行修剪、添加或替換。而丘奇正是最早將CRISPR用于人類細(xì)胞的科學(xué)家之一。最近幾年，科學(xué)家利用CRISPR攻克了不少遺傳學(xué)難題。
這個(gè)“復(fù)活者”團(tuán)隊(duì)，開啟了一個(gè)長期規(guī)劃。美國暢銷書作家本•莫茲里奇（Ben Mezrich）把“復(fù)活者”團(tuán)隊(duì)攻克猛犸復(fù)活難關(guān)的經(jīng)歷寫成了書，《又見猛犸象：基因剪刀重新定制生命》。書中首次披露了PayPal創(chuàng)始人彼得•蒂爾（Peter Thiel）對丘奇團(tuán)隊(duì)投入了10萬美元的贊助。作者描述了丘奇團(tuán)隊(duì)的最終目標(biāo)：把猛犸復(fù)活出來，并帶到西伯利亞，以此改善生態(tài)環(huán)境，對抗氣候變化。
丘奇在2017年2月舉辦的美國科學(xué)促進(jìn)會（AAAS）上宣稱，只要有兩年時(shí)間，就能制造出大象與猛犸象的雜交胚胎，最終在人工子宮內(nèi)孕育“猛犸”。此時(shí)他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將45類猛犸象的DNA轉(zhuǎn)移到了亞洲象的細(xì)胞內(nèi)（表達(dá)出更茂密的毛皮、更厚的脂肪、低溫下輸氧的紅細(xì)胞等）。此事經(jīng)過媒體的傳播，甚至變成了2年后就能復(fù)活猛犸，引起了國際廣泛的關(guān)注。
實(shí)際上，丘奇知道復(fù)活猛犸可能是最不可能完成的項(xiàng)目。在今年2月，丘奇接受了Baku的采訪，他表示：“這不意味著我們要讓北極苔原地區(qū)遍布猛犸象，我不知道距離那還有多遠(yuǎn)。” 。對他來說，復(fù)活猛犸是創(chuàng)造一種此前從未有過的生物，希望以此能夠保護(hù)生物，并使用能抗寒的大象重建北極苔原的氣候。
今年64歲的丘奇一輩子在跟DNA、細(xì)胞打交道，他開發(fā)的基因組測序工具首次完成了幽門螺旋桿菌的測序，1984年幫助開啟了人類基因組計(jì)劃，在合成生物學(xué)貢獻(xiàn)頗豐。之所以說他瘋狂，是因?yàn)樗偸窃趪L試新的東西，把不可能變?yōu)榭赡堋Ｇ鹌孢€開發(fā)了多種利用DNA分子特性的用途，比如進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，甚至把他自己的專著用堿基對的形式寫了下來，他還用DNA分子技術(shù)來幫助探測暗物質(zhì)……復(fù)活猛犸，只是丘奇眾多新奇想法，并想實(shí)現(xiàn)的愿望之一。
復(fù)活，不那么簡單
很多科學(xué)們認(rèn)同“復(fù)活”或是反滅絕的做法，因?yàn)橥ㄟ^相關(guān)技術(shù)能更好的保護(hù)如今未滅絕的生物。但是，在提出復(fù)活猛犸或其他動(dòng)物時(shí)，除了技術(shù)上的難題外，也帶了很多其他問題。
2015年，加州大學(xué)圣克魯茲分校的進(jìn)化生物學(xué)教授Beth Shapiro撰寫了《如何克隆猛犸象：復(fù)活的科學(xué)》一書就探討了“復(fù)活”中的諸多問題。她希望看到猛犸能自由地漫步在曠闊無垠的凍土苔原上，不會再面臨滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。她稱之為復(fù)活的第二階段。第一階段則是復(fù)活出個(gè)體。但是，復(fù)活的標(biāo)準(zhǔn)不一，只要復(fù)制出了外觀相似的大象就是復(fù)活，還是能按猛犸象過去的生活方式繁衍生息算作復(fù)活？
在另外一些反對復(fù)活的專業(yè)人士看來，猛犸象的滅絕是因?yàn)椴贿m應(yīng)環(huán)境的變化，而“復(fù)活”是對干涉自然淘汰的行為，違背自然規(guī)律。中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員袁訓(xùn)來就認(rèn)為，地球上物種生存200-300萬年后滅絕是正常的自然現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)室復(fù)活猛犸象并不能改變地球物種滅絕的自然規(guī)律，在生物進(jìn)化研究方面并不具特別有價(jià)值的意義。
研究表明，復(fù)活一只滅絕物種的成本極高，高達(dá)數(shù)百萬美元，而目前有2萬多種生物正瀕臨滅絕，資金流動(dòng)會削弱對今天瀕危動(dòng)物的保護(hù)。所以不少科學(xué)家認(rèn)為復(fù)活猛犸是得不償失，不如把精力放在保護(hù)現(xiàn)有的動(dòng)物中。
如果復(fù)活出來的動(dòng)物并不能適合野外生存，只能供人觀賞，甚至只能待在恒溫箱中，它的命運(yùn)仍然是滅絕。復(fù)活了滅絕生物可能會把原始共生的寄生蟲也同時(shí)帶過來，而這些影響完全未知。復(fù)活的動(dòng)物會不會成為新的入侵物種等等不可控的因素，讓很多科學(xué)家對“復(fù)活”持否定態(tài)度。
在支持者中，因?yàn)槊歪锵蟮葴缃^物種有很大的原因是人類的行為導(dǎo)致滅絕，他們認(rèn)為再讓它們重生是人類的義務(wù)。他們相信復(fù)活動(dòng)物有望豐富地球的生物多樣性，甚至能恢復(fù)某些被破壞的生態(tài)環(huán)境——正如丘奇所設(shè)想的。
在掌握了“復(fù)活”猛犸技術(shù)后，尤其是基因編輯方面，科學(xué)家可以也許能復(fù)活更多的物種，同時(shí)也可能把相關(guān)的技術(shù)施于人類，又帶了一系列倫理問題——我們會打造完美人類嗎？
雖然有如此之多難以回答的問題，但幾乎沒有人否認(rèn)胚胎移植和基因編輯在醫(yī)學(xué)上巨大的潛力。科學(xué)家對于猛犸復(fù)活的努力，更像在秀出人類在生物技術(shù)的“肌肉”，無論支持還是反對，我們正在挑戰(zhàn)生物學(xué)的極限。

(責(zé)任編輯：綜合)