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在哈佛醫學院深處的培養皿中,科學家們已經調整了亞洲象細胞中的三個基因,這些基因有助於控制血紅蛋白的產生,血紅蛋白是血液中攜帶氧氣的蛋白質。他們的目標是使這些基因更像數千年前最後一次行走在地球上的動物:長毛猛獁象。
哈佛大學遺傳學家和技術開發者喬治·丘奇指出:“亞洲象比非洲象更接近猛獁象,但在外觀和溫度範圍上卻截然不同。我們並非試圖製造猛獁象的精確複製品,而是耐寒的大象。”
但是,如果基因組編輯的新技術(並且快速發展)允許科學家不僅將耐寒性狀,而且還將長毛猛獁象的其他特徵工程化到其現存的亞洲近親中呢?科學家們已經在永久凍土中發現了儲存完好的猛獁象細胞。如果他們能夠回收具有完整DNA的細胞,他們理論上可以“編輯”亞洲象的基因組,使其與長毛猛獁象的基因組相匹配。單個細胞包含其物種的完整遺傳指令集,並且透過複製它(透過編輯),理論上可以創造一個新的個體。但是,這樣的雜交體——亞洲象母親和基因修補匠的後代——能算作真正的長毛猛獁象嗎?
換句話說,去滅絕是否真的有可能?
答案是肯定的。2000年1月6日,一棵倒下的樹木殺死了最後一隻布卡多野山羊,一種野生的伊比利亞北山羊,它是一種類似山羊的動物。她的名字叫西莉亞。2003年7月30日,西莉亞的克隆體誕生了。為了製作克隆體,科學家們從西莉亞身上完整地取出一個細胞核,並將其插入另一種北山羊的未受精卵細胞中。然後,他們將由此產生的胚胎轉移到一隻活山羊的子宮中。大約一年後,他們透過剖腹產分娩出克隆體。
儘管由於肺部缺陷,她只存活了短短的七分鐘,但西莉亞的克隆體證明,去滅絕不僅是真實的,“它已經發生過了”,環保主義者斯圖爾特·布蘭德這樣說道,他位於舊金山的“長今基金會”正在資助一些去滅絕研究,包括丘奇的努力,以及復活旅鴿和北美heath hen雞的嘗試,以及其他候選物種。在去滅絕的歷史記錄中,布卡多野山羊並非孤例。幾種病毒已經被複活,包括導致1918年大流行的流感變種,該大流行在全球範圍內造成超過2000萬人死亡。
然而,布卡多野山羊仍然滅絕了。西班牙野生動物獸醫阿爾貝託·費爾南德斯-阿里亞斯表示,缺乏進展部分源於資金不足,他曾幫助領導布卡多野山羊的克隆工作。但這還與用於復活該物種的方法中的缺陷有關。亞洲的研究人員已經使用該技術十年或更長時間,試圖復活猛獁象——但徒勞無功。
然而,新的基因組編輯技術——特別是丘奇和他的團隊正在使用的CRISPR系統——提供了新的希望。1987年,日本科學家在大腸桿菌細菌中發現了被稱為“成簇規律間隔的短迴文重複序列”的遺傳序列。這些CRISPR(如它們所知)隨後被發現在許多細菌中普遍存在,它們在那裡防禦病毒——一種簡單但有效的免疫系統。
具體而言,被稱為Cas9(代表CRISPR相關係統9)的酶可以將自身附著到病毒中的特定DNA並切割它,遵循RNA引導的引導。這種切割會殺死病原體,或者至少使其失效。現在,遺傳學家們,配備了正確的RNA序列來引導Cas9準確地到達他們想要去的地方(結果仍然不能總是得到保證),可以釋放來自化膿性鏈球菌細菌的這種編輯器,以從許多基因中新增或減去程式碼,例如亞洲象基因組中產生血紅蛋白的基因,甚至人類細胞中的基因。此外,使用正確的RNA引導,CRISPR可以一次編輯多達五個基因——隨著科學家們繼續進行實驗,這個數字還在不斷增長。而且,RNA可以用機器快速且廉價地製造出來。
結合丘奇自己的技術——機器人技術和遺傳實驗的組合,稱為“多重自動化基因組工程”或MAGE——亞洲象基因組的整個約五十億個鹼基對可以分解成其組成部分,然後在猛獁象遺傳密碼的影像中重新組裝。就目前而言,丘奇和他的團隊已經修改了三個基因,並希望很快在器官中測試其可行性。“我們需要構建和表徵亞洲象幹細胞和從這些[幹細胞]衍生的器官,”他說。
這項新技術不僅限於復活滅絕物種。酵母、菸草、水稻、小麥、大鼠、兔子、青蛙和果蠅只是迄今為止基因以這種方式被改變的約20種生物中的一部分。這種修補可能會被證明是意義深遠的:丘奇已經建議,可以將保護某些極端微生物細菌免受有害輻射影響的基因新增到人類基因組中,以實現長距離太空旅行,這只是一個極端的例子。
這種基因組編輯也可以用於將急需的遺傳多樣性添加回種群數量岌岌可危的物種中,例如獵豹或蘇門答臘犀牛。透過從已死亡的個體中提取DNA並將其整合到倖存者的基因組中,曾經是基因水坑的可能被恢復為基因庫。
這些物種在其家園範圍內發揮著關鍵作用,幫助塑造整個森林或草原。這也是復活的布卡多野山羊或長毛猛獁象的希望。西伯利亞的猛獁象草原可能有一天會被複原,以及成群的長毛長鼻象。丘奇設想的長毛亞洲象雜交種甚至可能透過將二氧化碳固存在恢復的西伯利亞草原中來幫助阻止人類社會目前正在進行的新的全球變暖,俄羅斯地球物理學家謝爾蓋·齊莫夫如是說,他領導了在西伯利亞東北部建立這樣一個更新世公園的努力。當然,引入任何物種,即使是曾經在特定地點生活過的物種,也可能被證明是困難的,因為它將不得不與已經適應在沒有引入物種的地區生活的植物、人類和其他動物共存。
最終,考慮到CRISPR等基因進步的主要焦點,最容易復活的物種將不是最近消失的旅鴿或猛獁象——而是尼安德特人。似乎只有略多於30,000個基因突變將我們與他們區分開來——而智人是人類遺傳學家最為了解的複雜生物。
但是,復活已滅絕的古人類為圍繞這種科學潛力的倫理問題開闢了新的維度。進化遺傳學家斯萬特·帕博(來自德國馬克斯·普朗克進化人類學研究所)最近在《紐約時報》的一篇專欄文章中寫道:“尼安德特人是有知覺的人類。”他觀察到:“在一個文明社會中,我們永遠不會為了滿足科學好奇心而創造一個人。”帕博和他的同事是第一個對尼安德特人基因組進行測序的人。
這種去滅絕——無論是尼安德特人還是猛獁象——可能永遠不會實現,但使其成為可能的技術可能有助於首先防止滅絕,方法是恢復瀕危物種的遺傳活力。並且由於人類活動目前正在助長新的大規模滅絕,也許去滅絕繼續遠離虛構而更接近事實是件好事。或者,正如丘奇對去滅絕事實的評價:“我懷疑會有一個清晰的決定性時刻。”