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英杂志预测:灭绝动物借助基因和干细胞技术或复活

2019-03-24 01:19来源:互联网关注:作者:阿狸

(原标题:灭绝动物有可能复活吗?)

灭绝动物有可能复活吗?

 

2012年9月,俄韩签署协议共同克隆已经灭绝的猛犸象。

 

灭绝动物有可能复活吗?

 

新闻背景

英国《新科学家》杂志在2017年科技进展预测中提出,借助基因和干细胞技术,大量濒临灭绝的动物将在2017年得到挽救,甚至一些已经灭绝的物种也能借助近亲基因重回地球。不久的将来,人类或许会重建生活着大量冰河时代动物的“更新世公园”。

推算DNA半衰期为521年

尽管这一科学前景十分诱人,但要实现起来有不少困难。对于复活已经灭绝的物种,首先最主要的困难是,要提取到它们的DNA(脱氧核糖核酸)才有可能借助干细胞和克隆技术复活灭绝动物。但是,灭绝动物的DNA一是难于发现,二是可能难以提纯。例如,克隆和复活灭绝的猛犸象等动物就存在这种难题。

这个难题表现在,DNA会随时间的推移而消失,具体表现为半衰期的长短。

DNA的半衰期,是指一个已经死亡生物的DNA核苷酸骨架之间的化学键半数降解掉所需的时间。如果一个生物的DNA在一定时间之后处于半衰期,则意味着这一生命体的遗传信息有一半已经丢失,要克隆这样的灭绝动物会很困难。

丹麦哥本哈根大学的莫顿·艾伦托夫特和澳大利亚佩斯市默多克大学的默克尔·邦斯等人,在2012年12月的英国《皇家学会学报B》上,以“骨骼DNA的半衰期:对158块陈旧化石的衰败活性的测量”为题,发表了一项关于动物DNA半衰期的研究结果。他们对属于3种已经灭绝的古代巨鸟(恐鸟,1800年灭绝)的含有DNA的158根腿骨化石进行了研究,推算出DNA的半衰期为521年。根据这项研究的推论,即便在-5 的最理想条件下保存,DNA的化学键最多经过680万年就会分解得一个不剩。

通常,一种生物死亡后就会腐烂分解,其中起分解作用的有外界微生物,还有生物体内部的酶。但是,死亡生物体与水的反应,才是造成生物体DNA化学键分解的主要原因。无论环境怎样,只要死亡生物掩埋于地下,就会与地下水发生反应,并按一定的速度降解。但是,要了解一般情况下生物DNA平均降解的速度或速率非常困难,因为很少能找到大量的残骸DNA来做比较研究。

研究人员认为,保存在冰川中的DNA被毁掉要花费更长的时间。比如,一根骨骼保存在-5 的理想温度下,其DNA中的化学键被毁掉的最长时间可以达到约680万年,但大约在150万年后,剩下的DNA链便因为太短而无法传递有意义的信息,因此这些DNA的信息是无法读取的,所谓克隆也是一种梦想。

由此也提示,过去认为能从恐龙和密闭的琥珀中的古昆虫提取DNA并复活它们的想法并不现实,因为恐龙距今至少6500万年,而琥珀中的古昆虫的年龄也在500万年至1亿年。在这么久远的年代,DNA中的化学键早就降解了。现在找到的最古老的DNA是昆虫和植物的,时间大约在45万至80万年前的古冰川期。

这也是克隆1万年前灭绝的猛犸象极为困难的原因,这取决于从猛犸象残骸中提取的DNA是否过了半衰期而半数降解或大部分降解。

复活灭绝动物的两例尝试

如果能提取到灭绝动物的未超过半衰期的DNA,则复活灭绝动物就比较容易一些。现在,澳大利亚研究人员克隆出了一个活了几天的胃育溪蟾胚胎,尽管克隆出的胃育溪蟾并没有长成蝌蚪和幼蛙,但这已经是复活灭绝动物的开创性成就。胃育溪蟾是于1984年已经灭绝的动物,它们的DNA被保存了30多年。

胃育溪蟾是中等身型的蛙类,呈深灰色,背部有细小的疙瘩。雌蛙较雄蛙大,雌蛙长约44-54毫米,雄蛙长约33-41毫米。

澳大利亚悉尼的新南威尔士大学古生物学家迈克·阿彻和保护生物学家迈克尔·马赫尼等人从事的“拉扎勒斯项目”,就是专门复活胃育溪蟾的。不过,被用于克隆的灭绝胃育溪蟾的DNA,并非是其1984年灭绝后从其残骸中提取保存的,而是在其濒临灭绝的1979年由澳大利亚阿德莱德大学的迈克·泰勒将胃育溪蟾的部分包含DNA的组织保存到了冷冻器中。

阿彻等人采用与产生克隆羊多利相似的技术,即体细胞核转移技术来复活胃育溪蟾。2013年初,研究人员以澳洲的大青蛙为供卵者,在提取大青蛙的卵子后,用紫外光灭活大青蛙的细胞核,然后把保存的已灭绝的胃育溪蟾的DNA,植入细胞核已灭活的大青蛙卵子中。结果,几周后,有一个卵子活动起来,而且存活了3天,长成了一个囊胚。经过DNA检测证明,这个囊胚包含的遗传物质是胃育溪蟾的。

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