真猛犸象(
Mammuthus primigenius),又名“ 長毛猛犸象 ”(woolly mammoth),是一種曾適應(yīng)極端寒冷環(huán)境的已滅絕哺乳動(dòng)物。長毛猛犸象的 濃密毛發(fā)、厚重皮下脂肪及一系列耐寒特性 ,使它們能夠在北極苔原嚴(yán)酷的氣候中生存。這一神奇的物種大約在4000年前滅絕。
真猛犸象,又名“長毛猛犸象”。(圖/Thomas Quine / Flickr)
近日,Colossal Biosciences,一家致力于“復(fù)活”長毛象、袋狼和渡渡鳥等滅絕物種的生物技術(shù)公司,宣布取得了一項(xiàng)重要突破:他們通過基因編輯技術(shù),成功培育出了一種毛發(fā)濃密,能讓人聯(lián)想到長毛猛犸象的小鼠。他們將其命名為“長毛鼠”(woolly mouse)。
從亞洲象到小鼠
“長毛猛犸象復(fù)活計(jì)劃”是Colossal Biosciences旗下眾多“滅絕復(fù)活”項(xiàng)目中的旗艦研究。為了實(shí)現(xiàn)計(jì)劃,研究團(tuán)隊(duì)的核心策略是選擇現(xiàn)存的近緣物種,并進(jìn)行基因編輯。以長毛猛犸象為例,其最接近的現(xiàn)存近親是亞洲象(
Elephas maximus)。因此,研究人員需要提取亞洲象的干細(xì)胞,并通過基因工程手段,將關(guān)鍵的長毛猛犸象基因引入其基因組。
然而,直接在亞洲象身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)存在諸多挑戰(zhàn):大象22個(gè)月的孕期以及其較長的繁殖周期,這會(huì)使得快速的實(shí)驗(yàn)評(píng)估難以實(shí)現(xiàn)。此外,大象是一類高度社會(huì)化、認(rèn)知能力較強(qiáng)的瀕危物種,對(duì)其進(jìn)行基因?qū)嶒?yàn)涉及倫理爭(zhēng)議。而且大象的基因操作較為復(fù)雜,不適合早期測(cè)試和快速驗(yàn)證基因功能。
因此,研究團(tuán)隊(duì)選擇了小鼠作為模型生物。小鼠已被廣泛應(yīng)用于遺傳研究一個(gè)多世紀(jì),其胚胎干細(xì)胞的可操作性使其成為理想的模型生物。與大象相比,小鼠的生命周期短、繁殖快、基因編輯工具成熟,能夠在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)基因突變的多代遺傳傳遞,是理想的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
此外,小鼠在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是,改變皮毛的突變很容易被發(fā)現(xiàn)。在過去百余年的小鼠研究中,科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)并記錄了許多影響毛發(fā)顏色、質(zhì)地和長度的基因突變,并解析了導(dǎo)致這些變化的DNA。
揭密“長毛”基因
在新的實(shí)驗(yàn)中,研究團(tuán)隊(duì)篩選出了一些與長毛猛犸象的關(guān)鍵特征(如毛發(fā)和耐寒性)相關(guān)的基因。他們分析了121組長毛猛犸象及亞洲象、非洲象的基因組數(shù)據(jù),以識(shí)別影響這些特征的重要基因。最終,他們確定了一份包含10個(gè)關(guān)鍵基因的列表,這些基因涉及毛發(fā)長度、厚度、質(zhì)地、顏色以及脂質(zhì)代謝,并且能夠在小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)類似表達(dá)。
隨后,研究團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)的基因編輯技術(shù),在小鼠體內(nèi)創(chuàng)造出了與長毛猛犸象相似的基因突變(在多數(shù)情況下并不完全相同)。研究發(fā)現(xiàn),隨著被編輯基因的數(shù)量增加,小鼠的毛發(fā)特征發(fā)生了顯著變化。最終,他們培育出了毛發(fā)濃密、顏色偏金黃的小鼠。
研究人員采用基因編輯策略,成功同時(shí)修改7個(gè)基因,使小鼠的毛色、質(zhì)地和厚度發(fā)生顯著變化,呈現(xiàn)出類似長毛猛犸象的核型表型。(圖/Colossal Biosciences)
此外,研究團(tuán)隊(duì)還測(cè)試了一種與脂肪代謝相關(guān)的突變,模擬了長毛猛犸象基因組中的類似變異。然而,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示小鼠的體型或體脂水平并未發(fā)生明顯變化,表明單一突變可能不足以影響復(fù)雜的代謝過程。
質(zhì)疑與未來
研究人員認(rèn)為,這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是朝著改造大象邁出的重要一步,也是“滅絕復(fù)活”計(jì)劃中的一個(gè)關(guān)鍵里程碑。然而,部分遺傳學(xué)家對(duì)此持保留態(tài)度。
質(zhì)疑者指出,實(shí)驗(yàn)中引入的小鼠基因突變大多源于小鼠自身,而非直接來自長毛猛犸象基因組。此外,鑒于小鼠與長毛猛犸象的進(jìn)化分歧已達(dá)2億年,即便導(dǎo)入長毛猛犸象基因,也可能無法在小鼠體內(nèi)復(fù)現(xiàn)相同的生物學(xué)功能。更重要的是,盡管小鼠的毛發(fā)特征發(fā)生了變化,但實(shí)驗(yàn)尚未驗(yàn)證這些基因變異是否真正提升了耐寒性,或?qū)ι磉m應(yīng)性產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。因此,這項(xiàng)研究更多地是對(duì)基因編輯技術(shù)的展示,而非直接邁向長毛猛犸象復(fù)活的決定性一步。
盡管如此,“長毛鼠”實(shí)驗(yàn)依然展現(xiàn)了多基因編輯技術(shù)的突破性進(jìn)展,為未來在更復(fù)雜生物體中進(jìn)行類似改造奠定了基礎(chǔ)。Colossal Biosciences研究團(tuán)隊(duì)也強(qiáng)調(diào),他們的目標(biāo)并非簡(jiǎn)單復(fù)制長毛猛犸象,而是培育一種能夠填補(bǔ)其生態(tài)位的生物,以恢復(fù)部分因滅絕而喪失的生態(tài)功能。或許,這項(xiàng)研究無法真正讓長毛猛犸象重返地球,但它為重建古代生態(tài)系統(tǒng)、保護(hù)瀕危物種以及推進(jìn)合成生物學(xué)發(fā)展提供了新的可能性。隨著基因工程的不斷進(jìn)步,人類或許終有一天能夠復(fù)現(xiàn)某些消失已久的物種,賦予它們新的生命形式。
#參考來源:
https://www.businesswire.com/news/home/20250304113074/en/Colossal-Creates-the-Colossal-Woolly-Mouse-Showcasing-Breakthroughs-in-Multiplex-Genome-Editing-and-Trait-Engineering-on-the-Path-to-a-Mammoth
https://arstechnica.com/science/2025/03/wooly-mice-a-test-run-for-mammoth-gene-editing/
https://www.nature.com/articles/d41586-025-00684-1
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.03.03.641227v1
#圖片來源:
封面圖&首圖:Colossal Biosciences
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