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揭示塔斯馬尼亞虎“去滅絕”計劃的內幕

揭示塔斯馬尼亞虎“去滅絕”計劃的內幕

2022-08-17 Comments 0 Comment

據CNET報導,Wilfred Batty的妹妹剛剛坐下來吃午飯,從窗外看到一個影子在院子裡一閃而過。一頭野獸,身材修長,像狼一樣,在雞圈周圍徘徊。這種動物是袋狼(或稱塔斯馬尼亞虎),曾給Batty和澳大利亞塔斯馬尼亞的其他當地農民帶來巨大的麻煩–在半夜搶走雞,有一次還在黃昏時分毫不客氣地進入一間小屋,嚇壞了裡面的營員。一隻被扔出去的靴子嚇了它一跳,使它溜進了黑暗中。

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這一次,它就沒有這麼幸運了。Batty和他的兒子拿起槍,衝出門外,追了上去。當Batty走近時,這只袋狼掉頭就跑,飛快地跑到一個車庫後面。這位農民不想讓它再次逃跑,於是卸下步槍,致命地擊中了動物的肩膀。它在他的院子裡倒下了。

幾十年來,袋狼的數量一直在減少,主要是由於狩獵,但Wilfred Batty不可能知道,在1930年5月13日這個下午,他的獵殺將被載入史冊。這是正式的,最後一隻在野外被殺死的袋狼。1936年霍巴特動物園圈養的袋狼Benjamin死亡後,該物種就滅絕了。

如果人們能扭轉這一局面呢?如果通過革命性的基因編輯技術的力量,人們是否可以讓塔斯馬尼亞虎起死回生呢?墨爾本大學進化生物學教授Andrew Pask和他的團隊正試圖做到這一點,併計劃在未來十年內使已經滅絕的塔斯馬尼亞虎“復活”。

“去滅絕”(de-extinction)計劃的倡導者會告訴你,使已滅絕動物復活的技術已經存在。這只是一個資金和重點的問題。這就是Colossal公司的作用,它是一家“去滅絕”和基因編輯的初創公司,計劃在2027年使猛獁象復活。

8月16日,Colossal公司宣布其第二個“去滅絕”項目將是塔斯馬尼亞虎,並且通過在未來三年內提供1000萬美元的資金,它將為Pask的研究提供增援,幫助進一步開發復活塔斯馬尼亞虎所需的技術。

Colossal公司的聯合創始人Ben Lamm說:“我們面前的挑戰是工程挑戰,不是科學挑戰。”

Pask的實驗室在有袋動物的遺傳學方面發表了大量的文章,並且早在2017年就率先解碼了塔斯馬尼亞虎的基因組。今年早些時候,該團隊獲得了360萬美元(500萬澳元)的慈善資金,在墨爾本建立了塔斯馬尼亞虎綜合遺傳恢復研究,或稱TIGRR實驗室。

“去滅絕”和野化條紋有袋動物是首要目標,但在此過程中,實驗室研究人員希望產生新的保護技術並創造技術,以幫助澳大利亞陷入困境的有袋動物種群,因為它們面臨著氣候變化、棲息地喪失和環境退化的日益嚴重的威脅。有了Colossal的加入,恢復該物種的工作可以迅速加快,並且在未來十年內,塔斯馬尼亞虎有望再次在塔斯馬尼亞的荒野上游盪。

事實證明,它甚至可能比猛獁象更容易復活。

兩個猛獁象任務

Colossal公司在2021年9月掀起了波瀾,宣布其計劃復活猛獁象,並在大約五年內將它們引入北極地區。

該公司的想法是將猛獁象的DNA剪切並粘貼到亞洲大象身上,加入賦予猛獁象抗寒能力的基因。如果成功的話(在獲得監管部門的批准後),這些雜交種群將被釋放到北極苔原,它們可以重塑景觀,幫助防止土壤中大量的碳儲存被釋放。

Colossal公司由投資集團提供資金,由Lamm和被稱為”合成生物學之父”的哈佛大學和麻省理工學院教授George Church共同創立。Church在CRISPR方面有多年的工作經歷,這項技術使科學家能夠以幾乎無可比擬的精度編輯DNA。猛獁象的大部分工作將取決於CRISPR,Church的團隊正在繼續開發各種方法,以允許對DNA進行必要的大規模改變,從而使死去已久的生物復活。正是這些專業知識將補充Pask在塔斯馬尼亞虎滅絕方面的工作。

對於Lamm來說,在公司的猛獁象雄心中加入塔斯馬尼亞虎項目是為了將兩個項目結合起來,以幫助推動它們都向前發展。他說,塔斯馬尼亞虎的研究與猛獁象的研究”幾乎完全相反”。

例如,塔斯馬尼亞虎只滅絕了大約90年,而最後一批猛獁像在大約4000年前就在地球上漫遊了。這使得從猛獁象身上獲得完整的DNA序列要容易得多。猛獁象的DNA要退化得多,即使George Church被認為是這一領域的大師,也很難再拼湊起來。

克服一個Lazarus項目的挑戰將支持另一個項目的進展。因此,即使Colossal公司宣布將承擔復活哺乳動物的工作,也並不是說猛獁象的工作要退居二線了。Lamm說,現在有超過35名員工在Colossal公司從事猛獁象項目,該團隊已經重建了54個基因組。

“我對猛獁象仍有難以置信的愛,”他笑著說。”我想把這一點說清楚。”

另一方面,Pask則是關於塔斯馬尼亞虎的一切。當CNET記者最後一次訪問他的辦公室時,在大流行之前,辦公室裡充滿了塔斯馬尼亞虎的用具、剪報和照片。每當討論讓一個物種起死回生的現實問題時,Pask的實用主義精神就會閃現。他知道復活塔斯馬尼亞虎會很艱難。

但是Pask和他的TIGRR實驗室有一個計劃。

復活塔斯馬尼亞虎的想法並不是全新的。1999年,當生物學家Mike Archer被任命為澳大利亞博物館館長時,他有一個宏偉的計劃,即通過從博物館的標本收藏中提取DNA來克隆這種生物。這個項目在2005年被取消了,因為DNA的質量太差,無法使用。

Lamm指出:“在21世紀初,這不會成功。不過,今天的情況不同了。像Pask這樣的科學家正在研究完全不同的方法,包括CRISPR基因編輯,這在二十年前是不可能的。”

科學家們的計劃是這樣的。第一步是揭開塔斯馬尼亞虎DNA的神秘面紗。這一步由Pask的實驗室在2017年完成。有了這個,研究人員就有了塔斯馬尼亞虎的”配方”或”藍圖”–構建塔斯馬尼亞虎所需的DNA指令。

接下來,他們將需要從一個活的近親身上提取細胞,比如脂尾袋鼩,一種類似老鼠的有袋動物,可以放在你的手掌中。他們也有袋鼩的DNA藍圖。

這裡的理論是,需要確定袋鼩的DNA和塔斯馬尼亞虎的DNA之間的所有差異。這是一個活躍的研究領域,需要大量的計算能力和生物信息學。但是,假設他們能夠確定這些差異;然後他們將從袋鼩的細胞中提取,並使用基因編輯工具CRISPR,建立一個塔斯馬尼亞虎的細胞。這就是Pask目前的主要重點。

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他說:“我們正在研究塔斯馬尼亞虎的每一個部分。這是一項昂貴而耗時的工作,但現在我們可以弄清楚那些我們需要的基本[DNA]編輯。”

然後,是困難的部分。科學家們將需要製造一個胚胎,然後將其植入另一個有袋動物物種(如袋鼩)中,或在一個微流控室中生長。如果他們能夠培育胚胎生長,那麼他們就可以把它從袋中取出來餵養和照顧它。這離現實還有很長的路要走,但是,如果成功的話,不久之後,你就會有一隻完全長大的塔斯馬尼亞虎。

這也不僅僅是把動物帶回來一次的問題。Colossal和Pask的實驗室成功的標誌是野化。而野化需要很多的塔斯馬尼亞虎。Pask指出:”要讓一個健康的塔斯馬尼亞虎動物種群回歸,你不可能讓一個或五個塔斯馬尼亞虎動物回歸。你要看的是帶回相當數量的動物,你可以把它們放回環境中。

這聽起來很簡單,但有很多科學工作要做。與Colossal合作為TIGRR實驗室–及其在德克薩斯州的姐妹實驗室–提供了額外的資料,以平行處理該計劃的未決問題。而且Colossal猛獁象團隊也將分享它的功課,以度過領先於團隊的十年的基因修補工作。

Pask說:“這其中有很多只是純粹的大量工作。我們只是需要人們解決這些真正的大問題的每一個方面。”

傑夫-高布倫(Jeff Goldblum)扮演的古怪而獨特的侏羅紀公園數學家,籠罩著每一個“去滅絕”項目(以及幾乎所有關於這個主題的科普報告)。

他的名言是,在討論主題公園的恐龍“去滅絕”項目的好處時,他說:“你的科學家們只顧著考慮他們是否可以,他們沒有停下來思考他們是否應該。”

Colossal公司和它的科學家和研究人員團隊似乎已經考慮到了“去滅絕”的可能性。計劃已經到位;路線圖已經制定。他們也認識到應該這樣做,並試圖支持這樣的論點,即“去滅絕”的研究具有現實的好處。

他們說,有一些好處可能會從“去滅絕”的發展階段中衍生出來,用於今天的保護。例如,Lamm指出,該團隊正在開發一種”外袋”,一種類似於有袋動物的合成袋,可用於飼養其他物種,如塔斯馬尼亞虎。並非所有的幼崽都能存活到成年,但”外袋”可能會使保護主義者通過在母親的照顧之外培育幼崽而拯救四或五倍的幼崽。還有就是Pask正在開發的輔助生殖技術,它可以幫助為其他受威脅的有袋動物建立幹細胞系,提供一個基因庫,在細胞水平上保護物種,作為一個失敗的保障。

然而,其他科學家對這些想法持批評態度,認為”去滅絕不太可能對生物多樣性的整體保護提供任何真正的價值”。

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也有其他更廣泛的社會和倫理問題需要解決。人們能否真正掌握復活的動物或一群動物在當今世界的表現?人們把它們帶回來,實際上是要把它們再次置於死地嗎?它們會有什麼感覺?它們會經歷痛苦嗎?重新引進它們對它們被送回的土地上的原住民有什麼影響?隨著去滅絕的科學和工程的加速,這些問題將需要答案。

那麼目前的保護工作又是怎樣的呢?目前,大多數去滅絕的工作仍然掌握在生物技術初創公司手中,由投資公司和慈善家資助。但是,如果這些項目變得”引人關注”,並開始從生態學和保護研究中獲取資金,一個模型表明它可能導致生物多樣性的淨損失。

昆士蘭大學的保護生物學家Hugh Possingham提供了一個觀點。他說:“如果為去滅絕項目提供資金減少了對拯救我們擁有的物種的投資,那麼它就沒有意義了。如果為去滅絕什麼提供資金不會損害保護資金,那麼它就是一個有趣但高風險的活動。”

這是Colossal、Lamm和Pask正在承擔的一個風險。如果它成功了–即使有新的現金注入,這仍然是一個強大的、強大的可能性–其他的複活活動可能很快就會出現。但是哪些呢?

Lamm說:“在這兩個物種之間,我們有很多工作要做。如果需要,我們會考慮未來的(項目)。”

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