恐狼,前些年大熱的美劇《權(quán)力的游戲》中冰原狼的原型,已在地球上消失萬年之久。
最近,美國科洛薩爾生物科學(xué)公司對外宣稱:他們通過克隆和基因編輯技術(shù)成功培育3只恐狼幼崽。
2個(gè)月大的恐狼。 圖源:美國生物技術(shù)公司Colossal Biosciences
恐狼是更新世時(shí)代(約公元前180萬年至公元前1萬年)的頂級掠食者之一,活動(dòng)范圍曾覆蓋北美大陸全境,南至委內(nèi)瑞拉、北至加拿大。這種體重與成年男性相似的犬科動(dòng)物,與常見的灰狼血緣關(guān)系最親,但體型更大。在末次冰期結(jié)束時(shí)(約公元前1.25萬年),它們神秘消失了……
同時(shí),許多業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,該公司宣布的成果與真正的物種復(fù)活存在差別。美國《時(shí)代》雜志的封面用醒目的紅色刪除線劃去“EXTINCT”(意為“復(fù)活”)二字,將這場生物“復(fù)活”事件推向輿論中心。一場關(guān)于技術(shù)倫理與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的大討論就此展開。
這是“去滅絕”的福音,還是就此打開了“潘多拉魔盒”?倘若一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)因被人類干擾,又是否應(yīng)由科技“彌補(bǔ)”?
嘗試:
從化石到生命的“逆向”探索
“‘復(fù)活’恐狼,實(shí)質(zhì)上是對現(xiàn)代灰狼基因的一次精準(zhǔn)‘修改’。”杭州啟函生物科技有限公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官楊璐菡告訴記者。美國科洛薩爾生物科學(xué)公司的創(chuàng)始人、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)系教授喬治·丘奇是楊璐菡的導(dǎo)師,楊璐菡則是該公司的顧問。
楊璐菡博士階段參與的研究,是通過基因編輯技術(shù),將猛犸象抗寒基因植入亞洲象基因組,試圖培育出適應(yīng)極寒氣候的“類猛犸象”。這為恐狼項(xiàng)目奠定重要技術(shù)基礎(chǔ)。
“‘復(fù)活’猛犸象面臨兩大難題:一是古生物基因組的碎片化修復(fù),二是克隆代孕的可行性。”楊璐菡說,相較之下,“復(fù)活”恐狼選擇了一條更現(xiàn)實(shí)的路徑:依靠保存下來的古DNA,破譯恐狼關(guān)鍵性狀基因,用“基因剪”對現(xiàn)代灰狼14個(gè)關(guān)鍵基因?qū)嵤?0次編輯,并以現(xiàn)存犬科動(dòng)物為代孕載體,“喚醒”恐狼部分生物學(xué)特征。
對于這次其技術(shù)的進(jìn)展,楊璐菡稱“堪比復(fù)原一本被撕碎的古籍”。在她看來,如今雖有出土大量恐狼骨骸,但畢竟都是跨越萬年的“遠(yuǎn)古碎片”,化石中的DNA因長期侵蝕,已斷裂成數(shù)百萬個(gè)堿基片段。
研究人員從恐狼內(nèi)耳骨化石中采集古DNA樣本。 圖源:美國生物技術(shù)公司Colossal Biosciences
就像在幾萬塊拼圖碎片中尋找零星線索,試圖構(gòu)建出完整的畫面,無異于大海撈針。“不可否認(rèn),與十幾年前的‘猛犸象復(fù)活計(jì)劃’相比,‘復(fù)活’恐狼具有顯著技術(shù)優(yōu)勢。”楊璐菡解釋,研究團(tuán)隊(duì)從1.3萬年前的恐狼牙齒和7.2萬年前的頭骨中提取DNA,通過高通量測序拼接出的基因組信息完整度更高。團(tuán)隊(duì)也并未“大動(dòng)干戈”,選擇全基因組復(fù)活,而是通過與狼、豺和狐貍等犬科動(dòng)物基因組進(jìn)行比較,鎖定一些決定恐狼獨(dú)有特征的基因位點(diǎn),進(jìn)行精準(zhǔn)編輯。通過更高效的克隆技術(shù),家犬充當(dāng)代孕母親,生下3只“新一代”恐狼。
爭議:
復(fù)活滅絕物種,還是改造現(xiàn)代灰狼
盡管3只幼崽很好地呈現(xiàn)白色厚毛、強(qiáng)健下頜、更大體型等恐狼特征,但科學(xué)界對“復(fù)活”的定義仍存分歧。
瑞典斯德哥爾摩大學(xué)古生物學(xué)家洛夫·達(dá)倫直言,現(xiàn)有技術(shù)只能讓新生物“形似”而非“神似”恐狼,“基因組中僅0.07%的基因被修改,它們更像是具有恐狼外觀的現(xiàn)代雜交狼”。
“說恐狼完全復(fù)活,肯定是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹!鄙飳W(xué)博士、深圳華大基因科技有限公司CEO尹燁告訴記者,恐狼和灰狼的祖先,約600萬年前就已“分道揚(yáng)鑣”。用灰狼做基因模板,就好比用黑猩猩的基因組模板來重構(gòu)人類,“盡管人和黑猩猩的基因只差2%-4%,但很明顯,兩者是完全不一樣的。”此外,根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育分析:相比灰狼,恐狼和非洲野犬親源性更高。
也許,嚴(yán)格意義的“復(fù)活”并不存在。作為科洛薩爾生物科學(xué)公司首席科學(xué)官,貝絲·夏皮羅對恐狼工程進(jìn)行描述時(shí),用的也是“去滅絕(de-extinction)”一詞。
貝絲·夏皮羅曾公開表示,具體的操作過程中,保障“安全”居于首位。以恐狼的白色皮毛為例,團(tuán)隊(duì)查閱早期文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),在控制毛發(fā)色素沉積的三個(gè)關(guān)鍵基因發(fā)生突變后,一些灰狼會(huì)失明或失聰。因此,團(tuán)隊(duì)果斷轉(zhuǎn)而參考健康的白毛家犬的基因特征,“穩(wěn)妥”地給3只幼崽披上華麗的白色“大衣”。
同時(shí),“復(fù)活物種”這一概念需要足夠多的個(gè)體數(shù)量支撐,目前僅有的3只小狼顯然不夠。科洛薩爾生物科學(xué)公司也明確:這3只小狼將會(huì)在美國某生態(tài)保護(hù)區(qū)度過一生,避免成為入侵物種,影響現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
至于網(wǎng)上隨之掀起的討論:復(fù)活恐龍還會(huì)遠(yuǎn)嗎?
恐狼滅絕于萬年之前,而恐龍則滅絕了6600萬年之久。兩者滅絕的年代根本不是一個(gè)量級。此外,DNA到底能存多久?根據(jù)經(jīng)典測量,DNA的半衰期是521年,即便在理想狀態(tài)下,保存條件非常好,DNA完整的理論壽命也只有680萬年。事實(shí)中,我們能解讀的DNA,時(shí)間上限基本不超過150萬年。
也就是說,復(fù)活恐狼堪比復(fù)原一本被撕碎的古籍,復(fù)活恐龍就相當(dāng)于復(fù)原早已燒成灰燼的那一本。可能性微乎其微。
簡單理解,如果從化石當(dāng)中拿古DNA出來直接復(fù)活恐龍,這做不到,“但還是可以寄希望于合成生物學(xué),有底層模塊,搞清楚構(gòu)建規(guī)則,也知道差異,就可以像拼樂高一樣去做了。”尹燁說,“但能不能做是一回事,該不該做,是另一回事。”
實(shí)際上,今天所有的鳥都是恐龍的后裔,鱷、龜、鱉,包括科莫多龍也都是恐龍的近親。
據(jù)公開信息,不光是猛犸象、恐狼,渡渡鳥、袋狼都是科洛薩爾生物科學(xué)公司“反滅絕”的目標(biāo)。多年以來,在公司百余名科學(xué)家的努力下,部分項(xiàng)目也有了進(jìn)展——近來,他們曾宣布在老鼠身上應(yīng)用了復(fù)活猛犸象的技術(shù),創(chuàng)造出了一種毛茸茸的金色長毛老鼠。但他們也強(qiáng)調(diào),最終目的是開發(fā)新技術(shù),并將其添加到一個(gè)不斷豐富的工具包中,以幫助保護(hù)瀕危物種免于滅絕。
站在科技與倫理的十字路口,這場“生命回歸”實(shí)驗(yàn),意味著更多的生機(jī)和活力,還是打開了不可預(yù)知的生態(tài)“魔盒”?答案難以言盡。或許,地球并不需要人類扮演造物主。
狂想曲:
“復(fù)古”或渺茫,“救今”更可期
“復(fù)活滅絕物種的研究,必須建立在全球最嚴(yán)格的技術(shù)與倫理審查框架之下。”楊璐菡強(qiáng)調(diào),恐狼項(xiàng)目的意義,更在于“打開了大家的想象”,其建立的“靶向基因編輯+建立新的性狀”技術(shù)體系,已衍生出三大應(yīng)用方向:瀕危物種的基因庫修復(fù)、抗逆作物開發(fā),以及人類罕見病治療,“這一技術(shù)的發(fā)展,受益的不只是‘遠(yuǎn)方’的物種,更將改變‘身邊’——也就是你我的生命質(zhì)量。”
如今,基于“啟函高通量基因編輯技術(shù)平臺”,楊璐菡所帶團(tuán)隊(duì)開發(fā)的代號為QT-019B、QT-019A、QT-119A等雙靶點(diǎn)通用型CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品,已經(jīng)展現(xiàn)令人激動(dòng)的早期臨床數(shù)據(jù)。未來,這在治療難治性自身免疫性疾病中或?qū)缪蓊嵏彩絼?chuàng)新者的角色。其中不少基因編輯技術(shù),都與恐狼“復(fù)活”息息相關(guān)。
過去的藥物精度像是“霰彈槍”,基因編輯后的藥物就是“高倍率狙擊槍”,能精準(zhǔn)命中每一個(gè)病人的致病因子。
的確,相較歐美,國內(nèi)相關(guān)技術(shù)起步較晚,但伴隨科研投入和利好政策支持,我國細(xì)胞選擇、基因編輯效率等底層技術(shù),以及在克隆技術(shù)領(lǐng)域的積累,已能與國際領(lǐng)先水平并駕齊驅(qū)。
比如,2024年,云南農(nóng)業(yè)大學(xué)魏紅江教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)手安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院,完成了世界首例活體人異種肝移植手術(shù),而此次肝臟、腎臟的供體,均來自一頭69公斤、經(jīng)過8處基因改造的醫(yī)用豬;同年,西北農(nóng)林科技大學(xué)奶牛種業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在奶牛良種繁育方面也取得了新突破,成功培育出“克隆奶牛”,這一成果標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域的研究達(dá)到了國際先進(jìn)水平……
在浙江,臨海市暢源養(yǎng)殖場(仙居花豬省級保種場)日前也傳出好消息,研究人員利用凍存5年體細(xì)胞克隆純種仙居花豬6頭,有公有母。
作為優(yōu)良的地方種豬,仙居花豬在1982年就被列入國家畜禽遺傳資源名錄。但2023年的一場豬瘟,使得這一種群迅速處于瀕危狀態(tài),“當(dāng)環(huán)境變化或不可抗力因素產(chǎn)生,通過體細(xì)胞克隆技術(shù)幫助恢復(fù)活體對地方豬種質(zhì)資源的保護(hù)和開發(fā)利用就具有重要意義。”浙江省畜牧技術(shù)推廣與種畜禽監(jiān)測總站種畜禽監(jiān)測科科長劉莉君說,如今,他們已采集原產(chǎn)浙江11個(gè)地方豬品種的精液和體細(xì)胞冷凍保存,實(shí)現(xiàn)品種、家系全覆蓋,確保地方豬遺傳資源不丟失。
這場種質(zhì)保衛(wèi)戰(zhàn),還能繼續(xù)往前追溯:2018年,浙江在全國首次成功復(fù)蘇繁育了20年的冷凍胚胎羊和30年的凍精羊;2020年,利用冷凍保存的嵊縣花豬精液和金華豬體細(xì)胞,成功克隆恢復(fù)金華豬血統(tǒng);2021年,克隆恢復(fù)蘭溪花豬血統(tǒng),不斷將生物保種技術(shù)從理論推向應(yīng)用;2022年,開始省級畜禽遺傳資源庫建設(shè),保存全省特色畜禽品種的體細(xì)胞資源,以及凍精、胚胎、血液等遺傳物質(zhì),為全省優(yōu)良畜禽種質(zhì)資源的保護(hù)建立全方位的安全體系……
“目前,我們也有在嘗試,將基因編輯技術(shù)應(yīng)用于畜禽育種家禽育種上。”在劉莉君看來,恐狼“復(fù)活”既是技術(shù)的勝利,更是人類對自然認(rèn)知的深化,“如何在基因技術(shù)領(lǐng)域,保持創(chuàng)新活力的同時(shí),堅(jiān)守生態(tài)倫理底線,或?qū)⑹菦Q定未來生物科技走向的關(guān)鍵。”
來源: 浙江日報(bào)