相信看过《冰与火之歌》的人,都会对影片中的冰原狼印象深刻,实际上,这种狼是有原型的,那就是生活在更新世的恐狼,它们是现代地球上的灰狼在生物学意义上的“近亲”,其体型相对更大,也更强壮,只不过早在1万多年前,它们就已经灭绝了。
(《冰与火之歌》中的冰原狼)
引人注目的是,美国巨像生物科学公司(Colossal Biosciences)的一个研究团队近日发表声明称,他们将冰原狼“复活”了——该团队利用基因编辑技术,成功培育出了3只灭绝1万多年的恐狼幼崽。根据研究人员的介绍,其技术路径可以概括为几个关键步骤。
首先,研究人员需要从已发现的恐狼遗骸中提取其DNA。这是一项极具挑战性的工作,因为上万年的时间跨度会导致DNA发生严重的降解和断裂,进而变得碎片化,在此项工作中,研究人员对大量碎片化的DNA进行了测序,并通过生物信息学方法,将这些序列片段拼接起来,以尽可能多地构建出恐狼基因组信息。
在获得足够多恐狼的基因组信息后,研究人员将其与现生犬科动物(如灰狼、胡狼和狐狸等)的基因组进行了比对分析。通过这种比较,他们得以识别出恐狼特有的基因序列和变异,并最终锁定了14个基因中的20处突变,这被认为与恐狼的显著特征密切相关(如毛色、体型、耳型、肌肉结构、发声方式等)。
接下来,研究人员利用CRISPR-Cas9基因编辑技术对现代灰狼的细胞进行了改造,我们可以将其简单地理解为,这种技术就是用一把“分子手术刀”对DNA的特定位点进行精确的编辑。
在此项工作中,研究人员针对先前识别出的基因位点,将灰狼细胞中的相应序列替换成了恐狼的特有序列,进而在基因层面将其改造成更接近恐狼的细胞。
获得经过基因编辑的细胞之后,研究人员提取了这些细胞的细胞核,并将其移植到已经去核的灰狼细胞中,随后,这些重构的细胞在实验室条件下被培养发育成胚胎。
在此之后,研究人员将培育出的45个胚胎植入到多只代孕犬的子宫之中,最终,有3个胚胎成功着床并顺利发育,诞生了3只恐狼幼崽,它们分别被命名为罗穆卢斯(Romulus)、雷穆斯(Remus)和卡丽熙(Khaleesi)。
研究人员表示,这3只恐狼幼崽的毛色均为白色,它们的形象看上去与《冰与火之歌》中的冰原狼非常相似,现在罗穆卢斯和雷穆斯已经有六个月大了,而卡丽熙的年龄要小一些,只有两个月大。
值得一提的是,冰原狼“复活”这个消息发布之后,很快就吸引了大量的关注,虽然该研究团队认为,他们成功地复活灭绝了1万多年的恐狼,并将其称为“世界上首次复活已灭绝的物种”,但科学界对此却有不同的声音。
这是因为严格意义上的“复活已灭绝的物种”,应该要恢复高度完整的目标物种基因组,使其在遗传、形态和行为等方面都与灭绝前的物种完全一致,而此次研究培育出幼崽,只是基于现代灰狼的基因组进行了一定程度的改造,还停留在基因表型验证阶段。
所以从严格意义上来讲,该研究团队只是培育出了与恐狼类似的物种,并不能算是真正地“复活”了已经灭绝的恐狼。
尽管如此,此次研究也被认为是很有意义的,因为该研究团队使用的技术,可能为保护现存濒危物种提供新的策略。例如,对于一些因种群数量过少导致遗传多样性下降的濒危物种,就可以使用这种技术引入近缘物种的基因,以增加其遗传多样性,进而提高其生存能力。
该研究团队也表示,在过去的日子里,他们利用这项技术成功培育出了目前已极度濒危的红狼幼崽,这可以被视为将该技术应用于保护现有物种的初步尝试。