科學家正努力通過基因編輯技術復活已滅絕的聖誕島大鼠
恐龍在6500萬年前滅絕,猛獁像在4000年前滅絕,而聖誕島鼠在119年前滅絕。自從20世紀90年代成為一個流行的概念以來,“去滅絕”(de-extinction)的工作主要集中在已滅絕的大型動物上,但是在3月9日發表在《當代生物學》雜誌上的一篇論文中,一個古遺傳學家團隊將他們的注意力轉向了聖誕島大鼠(Rattus macleari),他們的發現為所有物種的“去滅絕”的局限性提供了見解。
“去滅絕”的工作是由未知的東西定義的。當對一個滅絕物種的基因組進行測序時,科學家們面臨著與退化的DNA打交道的挑戰,這並不能產生重建滅絕動物的完整基因組所需的所有遺傳信息。對於聖誕島大鼠,據說是因為歐洲船隻帶來的疾病而滅絕的,哥本哈根大學的進化遺傳學家Tom Gilbert和他的同事很幸運。
該團隊不僅能夠獲得這種囓齒動物的幾乎所有基因組,而且由於它與其他Rattus物種的分化相對較晚,它與一種活著的老鼠–挪威褐鼠共享大約95%的基因組。“這是一個相當不錯的測試模型,”Gilbert說。“這是一個完美的案例,因為當你對基因組進行測序時,你必須將它與一個真正好的現代參照物進行比較。”
在對DNA進行盡可能好的測序,並將基因組與活體物種的參考基因組進行比對後,科學家們確定了基因組中不匹配的部分,理論上講,然後將使用CRISPR技術對活體物種的DNA進行基因編輯,使其與滅絕物種的DNA相匹配。從褐鼠到聖誕島大鼠的方案是一個特別好的測試案例,因為進化的分歧與大象和猛獁象的分歧相似。
儘管對聖誕島大鼠的測序大部分是成功的,但缺少幾個關鍵基因。這些基因與嗅覺有關,這意味著復活的聖誕島大鼠可能無法像原來那樣處理氣味。Gilbert說:“以目前的技術,可能完全不可能恢復完整的序列,因此也不可能生成聖誕島大鼠的完美’複製品’。”
他說:“非常非常清楚的是,我們永遠無法獲得所有的信息來創造一個已滅絕物種的完美恢復形式。總會有某種混血物種的存在。雖然’複製品’永遠不會是完美的,但關鍵是科學家能夠編輯使滅絕動物與活體動物功能不同的DNA。”
Gilbert說,例如,為了製造一個具有生態功能的猛獁象,可能只需編輯大象的DNA,使動物長毛並能在寒冷中生活。他說:“如果你要製造一頭奇怪的毛茸茸的大象,讓它生活在動物園裡,那麼它是否缺少一些行為基因可能並不重要。但這帶來了一大堆倫理問題。”
Gilbert計劃嘗試在大鼠身上進行實際的基因編輯,但希望從仍然活著的物種開始。他打算首先對黑鼠的基因組進行CRISPR編輯,將其改為挪威褐鼠,然後再嘗試復活聖誕島大鼠。儘管他對自己未來的研究感到興奮,但整個過程仍然讓他感到不安。他說:“我認為這是一個迷人的技術想法,但人們不得不懷疑這是否是對金錢的最佳利用,而不是讓那些還在這裡的東西活著。”