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        復(fù)活猛犸:曙光初現(xiàn)

        2006-05-27 01:52:18
        中國(guó)新聞周刊 2006年8期
        關(guān)鍵詞:猛犸亞洲象細(xì)胞核

        弓 心

        早在第一只克隆羊“多莉”誕生之前,一些公眾和科學(xué)家就已經(jīng)產(chǎn)生了利用克隆技術(shù)來復(fù)活史前滅絕動(dòng)物的想法——公眾首選的動(dòng)物是恐龍,而科學(xué)家首選的動(dòng)物,則是大約1萬年前滅絕的猛犸。

        不管是要克隆恐龍還是猛犸,都—度被視為是一種瘋狂的想法。

        然而,科學(xué)力量最重要的一種顯示方式,就是把曾經(jīng)的“不可能”變成現(xiàn)實(shí)。就在克隆恐龍的幻想片《侏羅紀(jì)公園》被拍攝、上映、以及漸漸淡出人們視線的同時(shí),科學(xué)家為克隆猛犸所做的一切基礎(chǔ)工作卻正在緊鑼密鼓地進(jìn)行。

        1989年,俄羅斯科學(xué)家開始計(jì)劃在西伯利亞建立“更新世公園”(更新世即距今200萬年前到1萬年前,猛犸生活的年代),重現(xiàn)猛犸所存在的冰河時(shí)期的生態(tài)環(huán)境。此后,伴隨著質(zhì)疑聲,日本和俄羅斯等幾個(gè)國(guó)家的一些科學(xué)家致力于猛犸的研究,他們希望有一天能利用現(xiàn)代克隆技術(shù)將猛犸復(fù)活。

        重建古生物遺傳物質(zhì)成為可能

        經(jīng)過多年的醞釀,2005年12月,一個(gè)國(guó)際科學(xué)家小組在美國(guó)《科學(xué)》雜志上宣布,利用基因技術(shù)讓猛犸復(fù)活的計(jì)劃已經(jīng)被提上日程。這個(gè)科學(xué)小組稱,他們通過對(duì)從一具冰凍的猛犸骸骨中提取的DNA樣本分析,破譯了大約3000萬個(gè)“字母”的遺傳密碼(堿基對(duì))。盡管這只相當(dāng)于全部遺傳密碼的1%左右,但他們宣稱,只需一年時(shí)間就有可能完成猛犸所有基因密碼的破譯工作,為“復(fù)活”猛犸提供必要的基因基礎(chǔ)。

        僅僅兩個(gè)月之后,又一篇有關(guān)猛犸的論文在同樣權(quán)威的英國(guó)《自然》上被作為封面文章而發(fā)表。來自英、德、美等國(guó)的科學(xué)家在文章中說,他們利用一種新方法,從猛犸的少量骨骼材料生成長(zhǎng)DNA序列。該方法從僅僅200毫克骨骼開始,生成了猛犸的完整線粒體基因組序列,總共有16770個(gè)堿基對(duì)(線粒體DNA與人們—般所說的DNA、即細(xì)胞核DNA不同,后者要長(zhǎng)得多)。而此前,研究人員僅重建了猛犸和少數(shù)其他物種的約1000個(gè)堿基對(duì)片斷。

        該序列解決了關(guān)于猛犸發(fā)展史的一個(gè)長(zhǎng)期爭(zhēng)論:猛犸與亞洲象的親緣關(guān)系比與非洲象更近。

        但是,對(duì)于克隆猛犸的整個(gè)工程來說,更基礎(chǔ),更重要、也更艱難的是重建包含30億個(gè)堿基對(duì)的細(xì)胞核DNA。新方法能夠幫助完成這—工作嗎?

        “從理論上來說,隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,這也是可以辦到的,但需要長(zhǎng)得多的時(shí)間。”《自然》論文的第二作者、英國(guó)醫(yī)學(xué)研究理事會(huì)分子生物實(shí)驗(yàn)室的狄爾(Paul H.Dear)博士告訴本刊,“因?yàn)?,讀解所有30億對(duì)DNA極其困難,其中的有些部分很難被正確解讀。一些不同部分的DNA非常相似,而要避免兩個(gè)相似的片斷不發(fā)生混淆是非常困難的。這就像玩拼圖游戲一樣——所有的‘天空部分看來都差不多,要正確拼完整張圖就異常困難?!?/p>

        人類剛剛走出第一步

        狄爾博士告訴本刊,他自己的研究組主要興趣點(diǎn)在于設(shè)計(jì)更好的方法,用以分析單個(gè)DNA分子。其工作還包括考察癌癥、人類DNA的多樣性等等。“我們?cè)诿歪锘蚪M的課題中與德國(guó)萊比錫研究組合作,是因?yàn)槲覀兊姆届钋∏∧軌蛴糜诜治鲈诠爬系臉?biāo)本中殘存的、非常微小的DNA?!?/p>

        新的方法是否意味著,人類很快就可以克隆猛犸了呢?

        “在目前,這是根本不可行的??寺。缥覀冎圃炀d羊多莉一樣,依賴于一些完好無損的細(xì)胞,并且從中提取細(xì)胞核。對(duì)于猛犸,我們無法得到完整的細(xì)胞。猛犸細(xì)胞核里的DNA已經(jīng)碎裂成上百萬個(gè)碎片,而大多數(shù)的碎片損傷非常嚴(yán)重——即使是在保存最好的標(biāo)本里。如果我們想要克隆已經(jīng)滅絕的物種,我們就必須發(fā)明全新的技術(shù)手段?!钡覡栒f。

        狄爾博士簡(jiǎn)單介紹了克隆猛犸必須的過程。

        首先,科學(xué)家需要非常精確地“解讀”所有的猛犸基因組——大約30億個(gè)堿基對(duì)。這—步使我們得到了一個(gè)“紙面上的”猛犸基因組?,F(xiàn)在人們正在進(jìn)行的就是這項(xiàng)工作,并且剛剛才開始——即使對(duì)于人類的基因組,人們?nèi)詻]有完全明白!

        然后,科學(xué)家需要依據(jù)這個(gè)“藍(lán)圖”構(gòu)建完整的染色體,每個(gè)染色體都包含—個(gè)合成的DNA分子,這個(gè)分子大概有上億個(gè)堿基對(duì)串連,并且被包裹在蛋白質(zhì)里。

        第三步,科學(xué)家需要將—套這樣的染色體放進(jìn)細(xì)胞核里面,然后再把細(xì)胞核放到一個(gè)“空的”細(xì)胞里。

        “每一個(gè)步驟都困難重重,”狄爾說,“今天,我們也許能做的就是第一步,但我們還不知道如何進(jìn)行下一步和再下一步。甚至,即使能完成這幾個(gè)過程,我們?nèi)匀幻媾R很多問題一一如何使細(xì)胞發(fā)育成胚胎,然后成長(zhǎng)。”

        20年之后,復(fù)活古生物?

        新技術(shù)還確認(rèn)了一個(gè)事實(shí),那就是猛犸與亞洲象的親緣關(guān)系是相對(duì)最近的。也就是說,如果真的有一天具備了克隆猛犸的全部條件,最大的可能就是用亞洲象的卵子作為DNA的載體,并且讓亞洲象成為“代孕媽媽”?!叭欢覀儾淮_信這種方法是否可行,物種間的差異會(huì)造成某些問題,也許會(huì)使胚胎流產(chǎn)或者畸形。任何婦女都知道,普通的妊娠都是一件非常復(fù)雜的事情。”狄爾說。

        狄爾所在的小姐還在研究其他種類的古DNA工作?!拔疫€計(jì)劃連接袋狼———種看起來像狼一樣、漂亮的有袋動(dòng)物,但是幾年以前由于過度打獵而滅絕了——的基因組。我們也許能在今后十年里把猛犸、洞熊或者其他過去—兩千年里滅絕的動(dòng)物的DNA序列讀出來。”

        但是從DNA序列到一個(gè)活生生的動(dòng)物更是—個(gè)困難的過程——科學(xué)家現(xiàn)在還無從猜想這一過程需要多久才能解決。同時(shí),即使重新創(chuàng)造出一只猛犸,這和復(fù)原某一物種仍然不盡相同。作為一個(gè)物種,它必須擁有一個(gè)定數(shù)量的個(gè)體,每個(gè)個(gè)體身上都體現(xiàn)出輕微的多樣性,就像人類一樣。

        那么,我們還要等待多久,才可能復(fù)原一種已經(jīng)滅絕的生物?

        “如果在今后20年之內(nèi)能把已滅絕的生物復(fù)原,我將感到非常驚訝,但是,如果50年后我們還不能解決這個(gè)問題,我也會(huì)非常吃驚的?!钡覡柌┦孔詈罂偨Y(jié)說,“至于什么物種能被復(fù)原,最基礎(chǔ)的要求是必須有足夠的DNA存在,能夠讀出DNA序列。如果我們很幸運(yùn)地找到了保存完好的標(biāo)本,應(yīng)用最先進(jìn)的技術(shù)手段,我們也許能夠回到幾十萬年前。但同時(shí),我們恐怕永遠(yuǎn)不能指望有什么途徑回到恐龍的時(shí)代去——它們太遙遠(yuǎn)了,我們已經(jīng)不可能再取得它們的任何遺傳物質(zhì)?!?/p>

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