​揭示塔斯马尼亚虎“去灭绝”计划的内幕

摘要:

据CNET报道,Wilfred Batty的妹妹刚刚坐下来吃午饭,从窗外看到一个影子在院子里一闪而过。一头野兽,身材修长,像狼一样,在鸡圈周围徘徊。这种动物是袋狼(或称塔斯马尼亚虎),曾给Batty和澳大利亚塔斯马尼亚的其他当地农民带来巨大的麻烦--在半夜抢走鸡,有一次还在黄昏时分毫不客气地进入一间小屋,吓坏了里面的营员。一只被扔出去的靴子吓了它一跳,使它溜进了黑暗中。

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这一次,它就没有这么幸运了。Batty和他的儿子拿起枪,冲出门外,追了上去。当Batty走近时,这只袋狼掉头就跑,飞快地跑到一个车库后面。这位农民不想让它再次逃跑,于是卸下步枪,致命地击中了动物的肩膀。它在他的院子里倒下了。

几十年来,袋狼的数量一直在减少,主要是由于狩猎,但Wilfred Batty不可能知道,在1930年5月13日这个下午,他的猎杀将被载入史册。这是正式的,最后一只在野外被杀死的袋狼。1936年霍巴特动物园圈养的袋狼Benjamin死亡后,该物种就灭绝了。

如果人们能扭转这一局面呢?如果通过革命性的基因编辑技术的力量,人们是否可以让塔斯马尼亚虎起死回生呢?墨尔本大学进化生物学教授Andrew Pask和他的团队正试图做到这一点,并计划在未来十年内使已经灭绝的塔斯马尼亚虎“复活”。

“去灭绝”(de-extinction)计划的倡导者会告诉你,使已灭绝动物复活的技术已经存在。这只是一个资金和重点的问题。这就是Colossal公司的作用,它是一家“去灭绝”和基因编辑的初创公司,计划在2027年使猛犸象复活。

8月16日,Colossal公司宣布其第二个“去灭绝”项目将是塔斯马尼亚虎,并且通过在未来三年内提供1000万美元的资金,它将为Pask的研究提供增援,帮助进一步开发复活塔斯马尼亚虎所需的技术。

Colossal公司的联合创始人 Ben Lamm说:“我们面前的挑战是工程挑战,不是科学挑战。”

Pask的实验室在有袋动物的遗传学方面发表了大量的文章,并且早在2017年就率先解码了塔斯马尼亚虎的基因组。今年早些时候,该团队获得了360万美元(500万澳元)的慈善资金,在墨尔本建立了塔斯马尼亚虎综合遗传恢复研究,或称TIGRR实验室。

“去灭绝”和野化条纹有袋动物是首要目标,但在此过程中,实验室研究人员希望产生新的保护技术并创造技术,以帮助澳大利亚陷入困境的有袋动物种群,因为它们面临着气候变化、栖息地丧失和环境退化的日益严重的威胁。有了Colossal的加入,恢复该物种的工作可以迅速加快,并且在未来十年内,塔斯马尼亚虎有望再次在塔斯马尼亚的荒野上游荡。

事实证明,它甚至可能比猛犸象更容易复活。

两个猛犸象任务

Colossal公司在2021年9月掀起了波澜,宣布其计划复活猛犸象,并在大约五年内将它们引入北极地区。

该公司的想法是将猛犸象的DNA剪切并粘贴到亚洲大象身上,加入赋予猛犸象抗寒能力的基因。如果成功的话(在获得监管部门的批准后),这些杂交种群将被释放到北极苔原,它们可以重塑景观,帮助防止土壤中大量的碳储存被释放。

Colossal公司由投资集团提供资金,由Lamm和被称为"合成生物学之父"的哈佛大学和麻省理工学院教授George Church共同创立。Church在CRISPR方面有多年的工作经历,这项技术使科学家能够以几乎无可比拟的精度编辑DNA。猛犸象的大部分工作将取决于CRISPR,Church的团队正在继续开发各种方法,以允许对DNA进行必要的大规模改变,从而使死去已久的生物复活。正是这些专业知识将补充Pask在塔斯马尼亚虎灭绝方面的工作。

对于Lamm来说,在公司的猛犸象雄心中加入塔斯马尼亚虎项目是为了将两个项目结合起来,以帮助推动它们都向前发展。他说,塔斯马尼亚虎的研究与猛犸象的研究"几乎完全相反"。

例如,塔斯马尼亚虎只灭绝了大约90年,而最后一批猛犸象在大约4000年前就在地球上漫游了。这使得从猛犸象身上获得完整的DNA序列要容易得多。猛犸象的DNA要退化得多,即使George Church被认为是这一领域的大师,也很难再拼凑起来。

克服一个Lazarus项目的挑战将支持另一个项目的进展。因此,即使Colossal公司宣布将承担复活哺乳动物的工作,也并不是说猛犸象的工作要退居二线了。Lamm说,现在有超过35名员工在Colossal公司从事猛犸象项目,该团队已经重建了54个基因组。

"我对猛犸象仍有难以置信的爱,"他笑着说。"我想把这一点说清楚。"

另一方面,Pask则是关于塔斯马尼亚虎的一切。当CNET记者最后一次访问他的办公室时,在大流行之前,办公室里充满了塔斯马尼亚虎的用具、剪报和照片。每当讨论让一个物种起死回生的现实问题时,Pask的实用主义精神就会闪现。他知道复活塔斯马尼亚虎会很艰难。

但是Pask和他的TIGRR实验室有一个计划。

复活塔斯马尼亚虎的想法并不是全新的。1999年,当生物学家Mike Archer被任命为澳大利亚博物馆馆长时,他有一个宏伟的计划,即通过从博物馆的标本收藏中提取DNA来克隆这种生物。这个项目在2005年被取消了,因为DNA的质量太差,无法使用。

Lamm指出:“在21世纪初,这不会成功。不过,今天的情况不同了。像Pask这样的科学家正在研究完全不同的方法,包括CRISPR基因编辑,这在二十年前是不可能的。”

科学家们的计划是这样的。第一步是揭开塔斯马尼亚虎DNA的神秘面纱。这一步由Pask的实验室在2017年完成。有了这个,研究人员就有了塔斯马尼亚虎的"配方"或"蓝图"--构建塔斯马尼亚虎所需的DNA指令。

接下来,他们将需要从一个活的近亲身上提取细胞,比如脂尾袋鼩,一种类似老鼠的有袋动物,可以放在你的手掌中。他们也有袋鼩的DNA蓝图。

这里的理论是,需要确定袋鼩的DNA和塔斯马尼亚虎的DNA之间的所有差异。这是一个活跃的研究领域,需要大量的计算能力和生物信息学。但是,假设他们能够确定这些差异;然后他们将从袋鼩的细胞中提取,并使用基因编辑工具CRISPR,建立一个塔斯马尼亚虎的细胞。这就是Pask目前的主要重点。

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他说:“我们正在研究塔斯马尼亚虎的每一个部分。这是一项昂贵而耗时的工作,但现在我们可以弄清楚那些我们需要的基本[DNA]编辑。”

然后,是困难的部分。科学家们将需要制造一个胚胎,然后将其植入另一个有袋动物物种(如袋鼩)中,或在一个微流控室中生长。如果他们能够培育胚胎生长,那么他们就可以把它从袋中取出来喂养和照顾它。这离现实还有很长的路要走,但是,如果成功的话,不久之后,你就会有一只完全长大的塔斯马尼亚虎。

这也不仅仅是把动物带回来一次的问题。Colossal和Pask的实验室成功的标志是野化。而野化需要很多的塔斯马尼亚虎。Pask指出:"要让一个健康的塔斯马尼亚虎动物种群回归,你不可能让一个或五个塔斯马尼亚虎动物回归。你要看的是带回相当数量的动物,你可以把它们放回环境中。

这听起来很简单,但有很多科学工作要做。与Colossal合作为TIGRR实验室--及其在德克萨斯州的姐妹实验室--提供了额外的资料,以平行处理该计划的未决问题。而且Colossal猛犸象团队也将分享它的功课,以度过领先于团队的十年的基因修补工作。

Pask说:“这其中有很多只是纯粹的大量工作。我们只是需要人们解决这些真正的大问题的每一个方面。”

杰夫-高布伦(Jeff Goldblum)扮演的古怪而独特的侏罗纪公园数学家,笼罩着每一个“去灭绝”项目(以及几乎所有关于这个主题的科普报告)。

他的名言是,在讨论主题公园的恐龙“去灭绝”项目的好处时,他说:“你的科学家们只顾着考虑他们是否可以,他们没有停下来思考他们是否应该。”

Colossal公司和它的科学家和研究人员团队似乎已经考虑到了“去灭绝”的可能性。计划已经到位;路线图已经制定。他们也认识到应该这样做,并试图支持这样的论点,即“去灭绝”的研究具有现实的好处。

他们说,有一些好处可能会从“去灭绝”的发展阶段中衍生出来,用于今天的保护。例如,Lamm指出,该团队正在开发一种"外袋",一种类似于有袋动物的合成袋,可用于饲养其他物种,如塔斯马尼亚虎。并非所有的幼崽都能存活到成年,但"外袋"可能会使保护主义者通过在母亲的照顾之外培育幼崽而拯救四或五倍的幼崽。还有就是Pask正在开发的辅助生殖技术,它可以帮助为其他受威胁的有袋动物建立干细胞系,提供一个基因库,在细胞水平上保护物种,作为一个失败的保障。

然而,其他科学家对这些想法持批评态度,认为"去灭绝不太可能对生物多样性的整体保护提供任何真正的价值"。

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也有其他更广泛的社会和伦理问题需要解决。人们能否真正掌握复活的动物或一群动物在当今世界的表现?人们把它们带回来,实际上是要把它们再次置于死地吗?它们会有什么感觉?它们会经历痛苦吗?重新引进它们对它们被送回的土地上的原住民有什么影响?随着去灭绝的科学和工程的加速,这些问题将需要答案。

那么目前的保护工作又是怎样的呢?目前,大多数去灭绝的工作仍然掌握在生物技术初创公司手中,由投资公司和慈善家资助。但是,如果这些项目变得"引人关注",并开始从生态学和保护研究中获取资金,一个模型表明它可能导致生物多样性的净损失。

昆士兰大学的保护生物学家Hugh Possingham提供了一个观点。他说:“如果为去灭绝项目提供资金减少了对拯救我们拥有的物种的投资,那么它就没有意义了。如果为去灭绝什么提供资金不会损害保护资金,那么它就是一个有趣但高风险的活动。”

这是Colossal、Lamm和Pask正在承担的一个风险。如果它成功了--即使有新的现金注入,这仍然是一个强大的、强大的可能性--其他的复活活动可能很快就会出现。但是哪些呢?

Lamm说:“在这两个物种之间,我们有很多工作要做。如果需要,我们会考虑未来的(项目)。”

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