拿什么复活你,灭绝的猛犸象?

renwen 提交于 周四, 2018/12/20 - 00:14

  比如体细胞,只能执行它单一的功能,皮肤细胞就是皮肤细胞,心肌细胞就是心肌细胞,这种细胞核注入胚胎以后,胚胎会给它重编程,形成了具有干细胞功能的胚胎,然后才能分化成身体各个部位的细胞。

  “重编程实际上就是启动基因组,而难就难在重编程这个过程。”冯冲表示,“目前的研究还没有揭示重编程这一程序的工作机制,重编程的过程也是不稳定的。本来正常的重编程是正向分化,即由受精卵分化成各种细胞,但是体细胞克隆是一个逆分化过程,究竟如何逆分化,那些机制起到了什么作用,我们目前都不清楚。虽然我们平时在克隆动物的时候成功率较高,但是也很困难。”

  如果重编程过程顺利,那也就意味着注入了猛犸象细胞核的卵细胞可以正常分裂发育成胚胎。“最难的还是重编程这一步,决定它能不能发育成胚胎。”冯冲说。

  此外,还有一个不能忽视的问题决定着这个胚胎的走向,那就是异种克隆的问题。猛犸象与现在的大象虽然都是象科,但是分属于不同的“属”,有过多年动物克隆经验的潘登科表示,如果要在亚洲象或者非洲象与猛犸象之间实现克隆,实际上已经是一个“异种克隆”的问题。“就目前公布的猛犸象与亚洲象之间的基因来看,差别还是很大的,遗传距离已经不是那么近了。”

  潘登科举例说,生活在高山上的牦牛与黄牛之间可实现克隆,但是牦牛与水牛之间就无法实现克隆,这与猛犸象的克隆比较类似。1963年,我国童第周教授利用金鱼和鲤鱼两个物种,研究了鱼类的异种克隆,成功获得了克隆鲫鱼。这似乎是亲缘关系越近,异种克隆成功的概率就越高。

  4 找到合适代孕母体

  用于实验研究的大象数量非常少,资源非常受限。其次,大象的怀孕周期为22个月,繁殖周期非常长,生殖间隔为4—6年,而且由于种种原因,雌性大象平均每8年才繁殖一次。一般雌象一生中只生育5—8胎,每次发情周期仅排卵1到2枚,每年只有大概4次排卵。这是对于大象繁殖研究的客观限制。

  遗传距离造成的异种克隆难题还会影响到该计划的第三步,即让已经发育的卵细胞在代孕大象子宫内顺利着床。

  “首先这取决于当前对于大象繁殖机制的基础研究,其次是对于猛犸象繁殖机制的研究,如果两者之间在繁殖上存在差异的话,着床将会是一个很大的难题。注入母体的胚胎着床的时间点、地点都将影响最终的结果。”潘登科说。

  大象在大多数国家都被列为濒危物种,用于实验研究的资源非常受限。其次,大象的怀孕周期为22个月,繁殖周期非常长,生殖间隔为4—6年,而且由于种种原因,雌性大象平均每8年才繁殖一次。一般雌象一生中只生育5—8胎,每次发情周期仅排卵1到2枚,每年只有大概4次排卵。这无疑是对于大象繁殖研究的客观限制。

  同时,也加剧了取得足够多的受体卵子细胞的困难。这就涉及一个克隆效率的问题,以目前最为成熟的小鼠克隆为例,其克隆胚胎的发育效率最高也仅为5%左右。“倘若考虑到这个异种克隆的难题,克隆效率可能会更低。”潘登科说。

  对于报道中提到的代孕母体对于移植过来的胚胎会产生排斥反应,冯冲认为,如果胚胎能在大象母体内顺利着床,就代表代孕体认同了移植过来的胚胎,“能不能成功着床靠的是基因组中的一些基因,如果胚胎本身是没有问题的,那么也能够在代孕体内着床。就看猛犸象和亚洲象之间这种亲缘关系能否足够支撑这个胚胎着床”。

  在着床之后,不会有任何的排斥反应,因为孕母体和胎儿之间其实有一个胎盘屏障,虽然母体的血液会在胎儿体内流动,但是胎盘屏障会过滤掉母体内的抗体抗原,所以胎儿身体里面是没有免疫抗体的,“胎儿刚出生的时候是没有免疫系统蛋白的,前几年在炒作初乳,就是因为初乳里面是有抗体的,胎儿的抵抗力完全来自于妈妈的母乳。”冯冲说。

  如果代孕母体这一步实在走不通,科学家还提出建造一个人造子宫来完成这一步,对此,冯冲表示,人造子宫的概念由来已久,“每一个搞发育研究的都想拥有一个人造子宫,但是每一个子宫的功能与构造都是不同的,所以这个短期来看,基本上不会实现。而且,造一个人造子宫的难度比克隆猛犸象还要难。”

  “克隆猛犸象分三步走是没错的,但是这三步每一步都很难,每一步都蕴含着太多的难题去解决。比如第一步,是否能获得没有硬伤的猛犸象基因组;第二步,能否顺利完成重编程;第三步,克服异种克隆的效率问题。”潘登科认为,虽然生物技术水平已经发展到很高的地步,但仍然不敢保证能克隆出猛犸象。

  链接

  猛犸象复活计划频出

  转基因猛犸象或许可行

  除了华大基因和博雅基因两家公司之外,外国的科学家们对复活猛犸象也是兴致勃勃。美国哈佛大学一个团队正尝试利用CRISPR基因编辑工具,将从长毛猛犸象残骸上获取的基因拼接到亚洲象的DNA上,从而培育出杂交胚胎。若培育成功,科学家们将向世人展示包括小耳朵、拥有皮下脂肪、长毛、耐冷等猛犸象体征的新型大象。

  但冯冲说,这方法同样面临很多技术难题需要解决。首先是如何找到猛犸象决定其小耳朵、脂肪、长毛、耐寒等特征的基因。冯冲表示这个或许不难,就算是不知道猛犸象这个基因是干什么的,但是可以去比对,根据基因的同源性,也能大致地搞明白。

  接下来就是将这些决定性的基因剪接到亚洲象对应的基因组上,然后将其植入大象卵细胞,再放入母体内着床,有可能孕育出带有这些猛犸象性状的新型大象。

  对于这些新型大象将来在生态圈中的位置,研究团队认为它们可以重新踏足寒冷的环境中去,并且能够减缓冻土层的融化以及改善全球变暖的环境。

  “让猛犸象完全复活是不可能的,只是让现代亚洲象具备许多猛犸象的特征,更不可能在野外生存。”中科院南京地质古生物所袁训来研究员并不认同这种说辞。

 

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