“复兴”的前景已经灭绝的物种——或者,遗传混合动力版本——正在接近现实的复杂基因组工程技术加上我们提取和古老的DNA样本序列的能力。

今年9月,生物技术/基因公司巨大的——在2021年联合创立的著名遗传学家教授乔治教堂和知名企业家本·拉姆-宣布它已经筹集了1500万美元资助一个项目,旨在“de-extinct长毛象”。

公司的使命不是工程师的完整副本猛犸象在实验室。相反,它是创建一个基因相结合的混合长毛象亚洲大象的基因的DNA。

教授教会了捷克葡萄牙直播独家专访的科学观察,探索巨大的背景,他的愿望为项目以及为什么“mammoth-sized”需要干预措施应对气候变化。

反灭绝:基本信息

之前看如何反灭绝,让我们首先问:为什么?是什么启发了教会和他的同事们把注意力集中在猛犸象?“这个项目确实从2006/2007开始的,当两个记者问我对运动阅读庞大的基因组,“教会解释道。记者问他是否可以使用合成生物学方法阅读,然后重建庞大的基因组。“他们的询盘让我开始认真思考它。当我来回答这个问题,假设,我们可以这样做,然后我想好-应该我们这样做吗?”Church pondered for some time over which species would be the most appropriate to test the hypothesis. "I thought about many different species and kept coming back to the mammoth, largely because of the work of the Zimovs that had indicated the loss of a whole ecosystem and the conversion of grass to mostly trees and moss." The Zimovs that Church refers to are Sergey and Nikita Zimov, the father and son duo that founded, and now direct, the 更新世公园 在西伯利亚。

公园是一个倡议,旨在恢复庞大的大草原上,该地区主导欧洲和亚洲部分地区50000多年前。丰富的生物多样性,包括巨大的草原,顾名思义,长毛象。草原有高生物量和生态生产力,直到它 减少大约10000年前 ;原因仍然是讨论。现在,草原是北极苔原;一个鲜明的景观包含困碳冻土覆盖。地球的温度上升和永久冻土融化,温室气体释放到大气中,加剧了气候变化。

冻土的融化也揭示了考古样品已经埋葬了数千年,包括古代的猛犸象骨骼可以提取DNA,测序和分析。通过阅读基因组,科学家们能够重建它。这并不意味着他们可以从头创建一个猛犸象的复制品;相反,他们可以把它的基因,并将它们插入到另一个物种利用基因工程,如亚洲大象——猛犸的最亲近的亲属。结果呢?混合生物拥有特别选定的长毛象和亚洲大象的基因。

flex的科学好奇心之外,为什么我们要创建mammoth-elephant混合动力车?巨大的网站概述 10个核心动机 为其“反灭绝项目”:

一些这些目标都与气候变化和帮助濒危物种。庞大的教会和他的同事们相信,通过恢复一个混合版本的长毛象和引进到北极苔原栖息地可以恢复,恢复生物多样性丰富,最终防止有害的温室气体的释放到大气中融化的冰。

“大象是唯一的动物,有效地降低树木和草产量的增加三个有利的结果:更高的光合作用,因此新的碳封存,高反射率(反射率)——因此减少太阳能变暖,和更多的践踏雪——因此更高的冷电导帮助冻结地面,并保持甲烷泄漏,”丘奇说。

保护亚洲象——这是一个濒临灭绝的物种——也是一个生物科技公司的首要任务,教会解释道。通过基因工程有益的性状为亚洲大象,他希望公司可以帮助促进他们的生存和繁殖。这就引出了如何巨大的反灭绝的议程。

反灭绝的概念并不是一个新颖的现象,和几种方法为恢复的“代理”版本近年来提出了一个古老的物种。巨大的战略围绕在教堂的基因组工程技术精制的实验室近年来,利用CRISPR-Cas9技术。

长毛象基因组从古代考古样品显示获得了永久冻土融化。下一代测序技术允许的阅读基因组和比较亚洲大象。使用这个测序数据,科学家们可以确定哪些基因是mammoth-specific和编码巨大希望mammoth-hybrid熊的特征。这些特性包括脂肪“团”提供绝缘的猛犸的背上,长那蓬乱的头发和它的短紧凑的耳朵。

皮肤细胞——从亚洲大象——将被编辑使用CRISPR-Cas9 mammoth-specific基因插入到细胞核的方法。这个核将被插入到一个鸡蛋已经生成的干细胞在实验室。鸡蛋将被鼓励将通过人工手段之前插入一个非洲大象代孕母亲,然后把小腿。而亚洲大象是濒危物种,非洲象被列为“濒危物种”。巨大的原因使用后者物种作为混合的代父母,避免把剩下的亚洲象种群的任何进一步的压力。

巨大的也在考虑是否人造子宫可以用来进行混合。费城儿童医院的科学家们已经在几个不同的“extra-uterine支持设备”的原型测试使用羊胎儿。然而,这些临床前研究一直在数周时间,而大象的妊娠期是两年。此外,有一个著名的羊胎儿和大象胎儿大小区别;因此,虽然临床前研究结果已经承诺,不清楚——现在,至少——这项技术是否可以翻译在这个项目中使用。

一个灭绝的物种如何找到一个利基在现代生活吗?

巨大的愿景是创建一个耐寒大象能茁壮成长在北极苔原。但基因型和表现型之间的复杂关系意味着很难说具体确定什么mammoth-elephant混合动力车将看,行为和交互。在2016年的一次 纸 发表在功能生态学, Beth Shapiro教授 、进化圣克鲁兹加州大学的分子生物学家,写道,“基因组编辑保证同样的基因负责表现型。然而,基因将被表示为不同基因背景的一部分,不能认识到生物体的后果出生。”

纳撒尼尔Kitchel 达特茅斯大学的考古学家,他的专长是研究晚更新世和全新世早期的人口。当要求他的想法如何mammoth-elephant混合动力车可能与现代动物和人类——他告诉捷克葡萄牙直播这是“深”不清楚。

“虽然一些行为可能是本能的,很多人会通过社会化已经吸取了。现代大象是非常聪明的和高度群居动物,小动物学习大量的老成员组,”Kitchel说。“没有社会学习的过程,这可能是因为任何行为重新创建版本的猛犸会大大偏离从现在灭绝人口。”He emphasized that without the benefit of a social group, elephants could face substantial barriers to neurological development, which would subsequently impact their behavior.

教会不无知的社会化和强调,巨大的将周围的潜在问题是极其密切的关注这方面的项目。“我们认为有很多方法可以使用自然的大象群和代理人,都是机电-这是待定,但这个想法是,我们可以训练他们更适合比仅靠自然手段而言,社会化。”

本·拉姆教授(左)和乔治•教堂(右)的共同创始人巨大。来源:巨大的。

从该项目将诞生什么技术?

应该反灭绝的努力被证明是成功的,大王不会得益于mammoth-elephant混合动力车。相反,它的尖端技术将构思通过的项目将为投资者提供货币回报。

然而雄心勃勃的的一些新技术,如果教会的记录的话,他们的成功发展不应排除。在过去的几十年里,他的实验室已经产生或导致的数组技术的发展是不可或缺的现代基因组学研究和超越;是多个下一代测序的方法(从纳米孔荧光技术),酶合成的新方法编辑基因组DNA或技术。

据教会,他的实验室可以推进新技术从概念到“每年”1 - 2百万美元的预算。在庞大的1500万美元的资金,技术什么水果我们可以指望其反灭绝项目承担吗?“原则上,(资金)可以帮助我们创建七个新技术,但没有什么是完美的,”他说。“我们会幸运的如果我们得到一个技术的第一套[投资]。”

这些方法,教会的描述,可以分配给一个两类:“不可避免的”,或“故意针对意外”。“不可避免的”意味着他们来实现是很确定的。那些旨在意外——包括人工植入子宫内膜,使濒危物种配子方法,生殖技术和可能行为技术——在更具挑战性的项目的各个方面。

巨大的商业领袖们积极为项目目标:他们预测第一小牛将出生在六年的时间。这个时间表包含两年首次老鼠实验,两年“调试”过渡到大象和两年的妊娠期,教会解释道。

这个时间段的一个潜在障碍是微调基因组工程过程。插入的基因从一个物种的基因组中另一个-成功并不容易。但是教会实验室有大量的练习:“我们已经成功地将42变成猪的基因组。他们是健康的,育种和生产机构,可用于临床试验医院。这向我们表明,我们知道如何从一个想法到一套非常复杂的(基因)的变化,并使它工作,”他说。

现在的团队并不一定就是有多少变化将需要在亚洲大象基因组创建elephant-mammoth混合。教会实验室是多路复用的领跑者基因组编辑,同时引入多个基因组变化的过程;22000年创纪录数量的成功所做的更改。“如果(变化)的数量是42岁,然后它不需要大量的创新。当然,我们准备要比这更多,”丘奇说。神奇数字尚未透露,但他预计这可能有点超过42,但是大大小于22000。

Criticisms的巨大的“过时”?

不管其应用背后的动机,基因组工程往往受到密切关注和辩论,在科学界和整个社会。应对巨大的庞大的项目有些极化。

Kitchel表示,尽管他发现反灭绝背后的科学项目“迷人”,和潜在的重要的新技术的发展,他的情谊返回一个特定物种免于灭绝有些复杂。“我不相信这些动物的重新引入到北部地区将对气候危机产生很大影响,正如一些人的建议,”他说。“就我个人而言,我认为我们最好的保护濒危物种灭绝,而不是试图将他们带回后消失了。这显然并不排除在反灭绝的科学工作,只是说,考虑到这些技术的挑战和不确定性,我宁愿我们继续努力维护生物多样性,而不是试图逆向工程后生态系统破坏他们。”

捷克葡萄牙直播 要求教会他的思想负面关注巨大的反灭绝项目已收到。他认为,一些批评的巨大的努力“过时的”和“不接触这个项目实际上是做什么”。

“我们遇到的最常见问题是:好吧,你不忘记《濒危物种吗?答案是否定的,这个项目是特别关注亚洲大象。这是一个机会给他们一个机会。这个问题通常是一个无辜的错误,但它不需要挖掘发现濒危物种是我们优先考虑的问题,”他解释道。

教会增长的两个主要原因,亚洲大象濒危的原因:1)与疱疹病毒——他的实验室已经研究了好几年,和2)与人类的互动。可悲的是,亚洲大象是偷猎者杀死哺乳动物的目标提取他们的珍贵的象牙。暴露在偷猎者,教会说,由于亚洲大象住在整个亚洲的人口中心。“我们认为我们可以解决高人口密度,将它们转移到一个“祖传的战场,”他们的远亲用来聚集的地方,哪里有潜在的人类居民零,”他说。巨大的也在考虑基因工程mammoth-elephant混合有较小的象牙。“很多大象在野外没有象牙,这是标准的,所以我们可以工程师也可能取决于是否混合正在激烈的卫队。”

虽然许多方面的项目在巨大的控制下,大自然母亲的影响对混合动力车的幸福不能完全确定。一些人认为最佳的环境和气候的长毛象已不复存在。教会的应对这样的批评集中在亚洲大象的适应性,他预计可能会提高小牛的第一代。“亚洲大象适应在一个非常广泛的温度——他们可以在很热,潮湿的夏季亚洲,也在寒冷,下雪的环境,”他说。

大的气候危机所需的解决方案

尽管以来的“炒作”,激起了巨大的最初宣布其1500万美元的投资,猛犸象的教会是卑微的在他讨论项目在整个面试。质疑时意味着什么他在他的职业生涯中,他说:“我不想或低估它,”并补充说,“虽然高兴收到广泛的投资者的投资和保障,资金最终将项目规模(在财务条款)与我们的其他项目。”

巨大的长毛象的复兴并不是唯一教堂正在寻求在碳封存工作,但它是最雄心勃勃。在他看来,当前的危机我们的星球面临mammoth-sized干预的呼声。“大多数[其他]建议我听到很微弱的,”他说。“这反灭绝可能不工作。其他选项可能工作,但实际上没有任何影响[气候变化]。例如,你可以关掉你的LED灯,或整个人类完全可以停止燃烧碳。后者可以节省10吨(碳)一年,但我们已经有超过一百个gigaton-sized问题。”

是投机是否反灭绝的方法实际上可以推广的巨大的项目实现其终极目标和这个星球。尽管如此,教会认为,他宁愿尝试永远不知道:“如果你有一个更好的主意,我洗耳恭听。我关掉你的灯,但我们需要一些更大的解决方案,”他总结说。