消失4000年的猛犸象或將復活
雖然已在地球上消失4000年以上,但科學家們一直都沒有放棄復活猛犸象的夢想。2017年2月,美國哈佛醫學院國際著名遺傳學家喬治·丘奇教授團隊表示,將在兩年內復活猛犸象,這是要將這些史前巨獸帶回地球的最新一次科學家宣言。
1997年2月22日,英國羅斯林研究所宣布,世界上第一只體細胞克隆哺乳動物——“多莉”羊誕生,震驚了全世界。研究人員利用一只6歲芬蘭多塞特白面母羊的乳腺組織培育出乳腺上皮細胞,將乳腺上皮細胞核移入到一只蘇格蘭黑面母羊去了核的卵細胞中,經過電擊刺激,這種重組細胞開始分裂形成克隆胚胎,將其移植到代孕母羊子宮內,最后竟奇跡般地誕生了世界上第一只體細胞克隆綿羊,首次證明了哺乳動物體細胞也具有重新分化成其他細胞甚至個體的全能性。
其實,多莉羊真正的生日為1996年7月5日,由于對人類克隆的擔心,多莉羊一生備受關注和爭議,2003年2月14日,由于肺部感染和嚴重關節炎,人們不得不對其實施了安樂死,之后制成標本,陳列在蘇格蘭國家博物館中。
多莉羊的誕生開啟了動物體細胞克隆研究的國際競賽,各國科學家爭先恐后地開展各種動物的克隆研究,很快,牛、豬、山羊、貓、馬、狗、雪貂、灰狼等 20多種哺乳動物相繼被克隆成功。作為一項全新的動物繁殖技術,體細胞克隆技術在優良種畜繁育、瀕危動物復活等方面展現出巨大的應用前景,特別是在復活瀕危或滅絕哺乳動物方面被寄予厚望。
于是,多莉誕生后不久,很多科學家就開始嘗試克隆各種瀕危動物。2000年,美國先進細胞科技公司將一頭印度野牛公牛的體細胞移植到普通家牛的卵母細胞內,克隆胚胎移植到普通母牛體內最長發育到200天。2001年,意大利泰拉莫大學研究人員從兩只已死亡的歐洲盤羊提取體細胞,克隆出一只歐洲盤羊,歐洲盤羊屬于瀕危物種,全群數量少于100只,因此該研究首次證明了體細胞克隆技術拯救瀕危動物的可行性。2008年,日本理學研究所發育生物學中心等機構的科學家,用在零下20攝氏度保存了16年的小鼠腦細胞,克隆出12只活的小鼠,這一研究表明:利用保存完好的冷凍殘骸有希望復活已滅絕的哺乳動物,包括長毛猛犸象。
這些研究以及不斷發現的猛犸象冷凍遺骸,燃起了科學家們復活猛犸象的熱情。美國、日本、韓國、中國等國科學家各顯其能,紛紛啟動復活猛犸象計劃,似乎猛犸象很快就能回到地球,公眾及媒體也對此翹首以待。

喬治·丘奇教授和猛犸象模型
猛犸象曾是地球上分布非常廣泛的大型草食哺乳動物,一對彎曲的大門牙,渾身布滿濃密長毛,皮下脂肪非常厚,抗凍能力極強的血液,是長毛猛犸象區別于近親亞洲象的主要特征。猛犸象祖先起源于非洲,大約在距今500萬年前與亞洲象祖先分道揚鑣,后來逐步向寒冷地帶遷徙,大約在40萬年前,演變成適應極寒氣候的長毛猛犸象,由于氣候變暖、人類捕殺、近親繁殖等原因,猛犸象在10000年前走向滅絕,目前發現最晚死亡的猛犸象距今也有約4000年的歷史。
為什么要復活猛犸象呢?科學家認為,復活猛犸象能幫助重建生態系統,以應對地球氣候變暖,還能從猛犸象的基因組信息對研究現代生物或醫學也有幫助。但是美國全國廣播公司(NBC)新聞網認為,復活猛犸象更深層原因是人類對地球上這種最大哺乳動物以及它們如何消失的好奇心,“當我們還是孩子時,我們會去博物館看那些滅絕的巨型動物,一種是恐龍,另一種是猛犸象,我小時候就曾經對此非常著迷。”一名正在從事猛犸象克隆研究的韓國科學家對NBC新聞網說。
國際上多個科研小組聲稱要克隆猛犸象,但是根據克隆技術的流程,第一步必須先找到保存完整的猛犸象細胞。由于大多數出土的猛犸象遺骸均出自俄羅斯西伯利亞凍土地帶,這里就像天然冷凍冰箱,相繼出土一些保存較為完整的猛犸象遺骸,不斷給了科學家們復活猛犸象的希望。
據日本《讀賣新聞》報道,2011年1月,日本近畿大學教授入谷明等組成的科研團隊宣布啟動猛犸象復活計劃,將以日本理學研究所復活冷凍16年小鼠的技術為基礎,從猛犸象遺骸中提取細胞核,再將其核植入去除細胞核的非洲象卵母細胞內,培育出猛犸象克隆胚胎,之后將克隆胚胎移植非洲象子宮內,以生出猛犸象寶寶。據入谷明教授預計,第一批克隆猛犸象有望在5到6年內誕生。
韓國克隆專家黃禹錫團隊也加入了克隆猛犸象的行列中,他們計劃同樣從冷凍的猛犸象遺骸中提取細胞,而卵母細胞及代孕母象都是亞洲象,因為猛犸象與亞洲象親緣關系更近。值得一提是,2011年該團隊利用美洲郊狼的體細胞核和狗的去核卵母細胞,克隆出8只郊狼,這是首次異種克隆獲得成功,也給科學家利用非洲象或亞洲象作為卵母細胞供體和代孕母親,來復活猛犸象以巨大的信心。
不管是日本科學家還是韓國科學家,似乎在克隆猛犸象研究領域,都還沒有取得實質性進展,即使他們獲得保存完整的組織細胞,但是猛犸象的遺傳物質也可能支離破碎了,根本無法提供完整的猛犸象遺傳信息。
不過,據國內媒體報道,深圳華大基因研究院院長徐訊前不久宣稱,中國科學家從西伯利亞冰層里發現的完整猛犸幼象毛發中,獲取了猛犸象完整的細胞核,已恢復了猛犸象細胞的全部功能,形成了胚胎細胞,只待合適的代孕母象,即可克隆出猛犸象。
即使獲得完整的猛犸象細胞核,還有一個關鍵難題需要解決,就是能否找到足夠的代孕母象。由于克隆效率較低,而亞洲象自身繁殖效率也非常低,因此要培育出一個健康存活的克隆猛犸象,可能需要數十頭甚至上百頭適合懷孕的亞洲母象,對于本身需要加速繁殖后代以減緩群體數量急劇減少的物種來說,無疑是一種巨大傷害,甚至是得不償失。
從猛犸象冷凍遺骸中獲取完整細胞核幾乎很難做到,但是科學家們并沒有放棄復活猛犸象的夢想,哈佛醫學院遺傳學家喬治·丘奇教授就正在走與日、韓科學家完全不同的路線。
2015年3月,丘奇教授團隊對美國《大眾科學》雜志表示,正在開展猛犸象基因組重構研究,計劃采用最新的基因編輯工具,將編碼小耳朵、皮下脂肪、長毛、抗凍血液、大卷牙齒等性狀的猛犸象基因,轉入亞洲象的基因組中,構成一個全新的亞洲象/猛犸象雜交細胞,然后再將這種雜交細胞的核移入亞洲象的卵母細胞中,融合成克隆胚胎,移植到人工的子宮中孕育,最后獲得具有猛犸象顯著特征的克隆雜交象。
2017年2月17,英國《電訊報》報道了丘奇教授團隊最新的研究進展,該團隊目前已經獲得了亞洲象/猛犸象雜交細胞,經編輯的基因位點從最初計劃的15個增加到了45個,經實驗室檢測,這些雜交細胞功能正常。該團隊研究人員目前信心大增,下一步計劃制備克隆雜交胚胎。該報道的作者非常樂觀地預測,如果一切順利,這種克隆雜交象將在兩年內出生。
當然這種預測有點操之過急,因為該團隊僅僅獲得了雜交細胞,而培育大象克隆胚胎也非易事,到目前為止,國際上還沒有科學家將大象克隆成功,甚至胚胎移植等常規技術體系都不健全,更不用提人工子宮能否讓克隆胚胎正常發育等難題了。即使克隆胚胎能正常發育,也需要耐心等待大象妊娠22個月。
盡管還有很多工作去做,所克隆的也非真正的猛犸象,但是丘奇團隊的思路似乎比日韓科學家復活猛犸象的計劃更靠譜。如果能夠成功,至少我們可以一窺這一令人遐想的遠古巨獸的風采。
(《南方周末》2017.3.7)