Congyu

遠(yuǎn)古DNA，想說愛你不容易

真核生物的遺傳信息主要儲(chǔ)存在細(xì)胞核內(nèi)的脫氧核糖核酸（DNA）中，DNA在細(xì)胞核內(nèi)以雙鏈配對(duì)，形成高度螺旋化的染色體，伴隨著細(xì)胞的分裂而復(fù)制。生物的DNA里包合了幾乎所有的遺傳信息，也就是說，獲得了一個(gè)生物的DNA序列就相當(dāng)于獲得了這個(gè)生物體的幾乎全部信息，如果技術(shù)足夠發(fā)達(dá)，我們可以通過基因序列來合成一個(gè)生物。

侏羅紀(jì)公園系列電影就基于這樣的理論，讓電影里的科學(xué)家通過琥珀里蚊子體內(nèi)的恐龍血復(fù)活了恐龍。但事實(shí)上，DNA在理想條件下的半衰期，即有效序列信息消失一半的時(shí)間，大約為500年。也就是說超過10萬年的樣本中幾乎不可能提取出有效的DNA信息了。而目前科學(xué)家找到的最久遠(yuǎn)的有意義的古生物DNA序列大約來自70萬年前，并且只是破碎的短序列片段，距離完整的基因組還有很大距離。非鳥類恐龍已經(jīng)在大約6 550萬年前的大滅絕中消失，想要從化石中取得有意義的恐龍DNA，在現(xiàn)在看來似乎是不可能的。

巨大的腕龍、靈巧的伶盜龍，還有兇猛的霸王龍，從1993年第一部侏羅紀(jì)公園主題電影上映，到第五部《侏羅紀(jì)世界：隕落國(guó)度》，遠(yuǎn)古絕跡生物成為許多人夢(mèng)寐以求的身影。隨著生物技術(shù)的不斷進(jìn)步，基因編輯、生物合成不再陌生，現(xiàn)在，我們能否通過基因工程技術(shù)將活在銀幕上的滅絕物種復(fù)活，打造現(xiàn)實(shí)版的侏羅紀(jì)公園呢？

換個(gè)思路：合成一只恐龍？

如果我們轉(zhuǎn)換思路，不去尋找恐龍的古DNA，而是直接合成一只恐龍呢？就像侏羅紀(jì)世界中科學(xué)家結(jié)合了多種生物的DNA序列創(chuàng)造出的暴虐龍。近30年來的古生物學(xué)研究揭示了現(xiàn)代鳥類起源于獸腳類恐龍，也就是說，今天窗外的麻雀和白堊紀(jì)的霸王龍其實(shí)在演化過程中是表兄弟關(guān)系。那么我們有可能通過修改現(xiàn)代鳥類的基因信息來復(fù)活恐龍嗎？

2015年，耶魯大學(xué)的Anian課題組通過對(duì)雞胚胎的基因編輯，使雞原本在發(fā)育過程當(dāng)中消失的牙齒保留了下來。但涉及生物倫理問題，這批雞胚胎并沒有最終孵化成“恐龍雞”。Anian表示不想創(chuàng)造類似“恐龍雞”的物種，只想了解恐龍長(zhǎng)滿牙齒的嘴是如何在演化中變成鳥喙的。

理論上，我們有可能通過修改現(xiàn)代鳥類的基因組來獲得一種更像恐龍的生物，這也是侏羅紀(jì)系列電影中科學(xué)家創(chuàng)造恐龍的思路。但在非鳥類恐龍向鳥類轉(zhuǎn)變的過程中，至少有上百個(gè)特征發(fā)生了變化，每個(gè)特征的背后是多種基因共同調(diào)控的結(jié)果，我們今天還沒辦法完全破譯這些復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，再加上生物的個(gè)體發(fā)育需要大量基因按照時(shí)空順序精密調(diào)控，貿(mào)然修改部分序列可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。就好像我們拿到了一本書，但卻沒有辦法正確地閱讀，因此修改書中的內(nèi)容也就無從談起。

選近點(diǎn)的合成？

雖然復(fù)活恐龍短期內(nèi)還看不到成功的希望，但不少科學(xué)家對(duì)于復(fù)活一些最近才滅絕的生物充滿信心。在西伯利亞的凍土層中，科學(xué)家找到了不少猛犸象的尸體，由于時(shí)間太短不足以讓這些動(dòng)物的遺骸變成化石，科學(xué)家也從這些珍貴的標(biāo)本中提取出了有意義的基因片段，甚至重建了猛犸象的基因組，復(fù)活似乎只是時(shí)間問題。

早在1997年，科學(xué)家就得到了克隆羊“多利”。之后，各國(guó)科學(xué)家又陸續(xù)克隆出豬、牛、猴等其他也動(dòng)物。目前，已經(jīng)有二十余種動(dòng)物被成功克隆，其中絕大部分別是哺乳動(dòng)物。但還沒有任何鳥類或其他爬行動(dòng)物，其原因在于它們和哺乳動(dòng)物不同的生殖系統(tǒng)。廣義上的爬行動(dòng)物（包括鳥類）沒有子宮，—般為卵生?！矫?，對(duì)卵細(xì)胞進(jìn)行克隆的操作還存在困難；另一方面，我們對(duì)爬行動(dòng)物的發(fā)育過程與基因調(diào)控了解甚少，這也增加了克隆的難度。

除了復(fù)制基因，人造細(xì)胞的產(chǎn)生也是一個(gè)方向。2010年5月20日，美國(guó)生物學(xué)家文特爾（Craig Venter）率領(lǐng)的研究小組在科學(xué)雜志上報(bào)道了首例人造細(xì)胞，這是有史以來人類創(chuàng)造的第一個(gè)能夠自我復(fù)制的細(xì)胞。他們將這個(gè)細(xì)胞命名為“辛西婭”（Synthia），它擁有大約900個(gè)基因，整個(gè)基因組序列包合超過100萬個(gè)堿基對(duì)。但“辛西婭”是一個(gè)原核細(xì)胞，缺乏細(xì)胞核結(jié)構(gòu)和很多真核生物必要的細(xì)胞器。直到2017年3月，我國(guó)科學(xué)家宣布人工合成了真核生物酵母的4條染色體，標(biāo)志著現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)有能力合成大片段、有活性的真核細(xì)胞染色體，這是人類在“合成生命”道路上邁出的一大步。

或許真有一天，合成生物學(xué)能幫助我們搭建生命，復(fù)活那些絕跡生物，當(dāng)然這不可避免地將涉及更多的問題，比如倫理、生態(tài)等。但是無論怎樣，我們的想象力和創(chuàng)造力都不應(yīng)被限制。