猛獁象復活計畫

猛獁象復活計畫

猛獁象復活計畫由日本的一個科研團隊於2011年1月宣布,其內容主要是藉助克隆技術,用猛獁象冷凍細胞作為素材再培育出猛獁象。2012年外媒報導,俄羅斯東部雅庫特一個永久凍土猛獁象墓地中發現了一副獨特的猛獁象殘骸,並在象體內發現了保存完好的細胞,克隆這種動物的希望因此大增。2017年年底將可能會迎來猛獁象寶寶的誕生。

定義

猛獁象 復活計畫(The mammoth reactivates likely the plan ;Mammoth revivalplan)

猛獁象復活計畫 是指日本的一個科研團隊於2011年1月7日日前宣布的、年內將啟動的猛獁象克隆計畫。

猛獁象復原照 猛獁象復原照

其內容主要是藉助克隆技術,用距今約1萬年前的、僅存的已滅絕的猛獁象冷凍細胞作為素材就像克隆羊、克隆牛那樣再培育出猛獁象。

概要

據《讀賣新聞》網站報導,近畿大學教授入谷明等組成的科研團隊計畫把猛獁象的體細胞核植入去除細胞核的大象卵子內,培育出擁有猛獁象基因的克隆胚胎,之後將克隆胚胎移植到作為代理母親的非洲象的子宮內,最終生出猛獁象寶寶。

實施

據報導,國際上相關研究從1997年就開始了。研究人員曾通過3次西伯利亞凍土挖掘調查,獲得了猛獁象的皮膚和肌肉組織。但是這些組織的細胞核多半被凍的晶體所傷,無法利用,有關計畫一度遭遇挫折。

2008年,理化研究所若山照彥博士領導的小組,在世界上首次用冷凍保存16年之久的小鼠屍體的細胞培養出了克隆鼠。入谷明的團隊以若山照彥的方法為基礎,開發出了一項新技術。只要解凍的組織里2%到3%的細胞核未受損,套用新技術就可以把它們完好地提取出來。

另外,這個日本團隊有望於2011年夏天從俄羅斯獲得品質更好的猛獁象組織。

向日本全國的動物園請求在母象死亡時提供製作克隆胚胎所必需的卵子的工作已經完成。一旦猛獁象的克隆胚胎培育成功,研究人員將很快給非洲象實施克隆胚胎移植手術。

入谷明表示,從冷凍細胞中提取正常的細胞核的技術已經成熟,猛獁象組織的來源也得到了確保,現實可行的條件終於齊備了。如果一切順利,6年後就有可能迎來猛獁象寶寶的誕生。

俄羅斯科學家希望至少到2017年能破譯猛獁象的全部基因結構。

這些保存完好的遺骸是2013年5月在俄羅斯薩哈共和國的永久凍土區發現的,已經冰凍了約2.8萬年。

雅庫茨克猛獁象博物館負責人謝苗·格里戈里耶夫說:“假如樣本完好,那么通過協同研究,我們將能夠在一兩年內破譯出首個猛獁象的核基因組。”

這位負責人表示:“今天的技術能夠做到這一點。這個工作是‘猛獁象復活’項目的一部分,該項目將從兩個方面實施。第一是通過搜尋活細胞並對其進行培養,然後進行克隆,第二則是根據人工的核基因培養出人造的活細胞。”

這些帶有毛髮的完好遺骸,是在薩哈共和國的一個北極島嶼上發現的。在遺骸的軀幹附近還發現了猛獁象的血液。分析結果顯示,這一遺骸屬於一隻50到60歲之間的雌性猛獁象。

此次專題研討會的主題是研究化石的現代處理方法。專家小組負責人是韓國生物技術研究基金會的黃禹錫教授。

雅庫茨克一個新成立的實驗室將用先進方法來對提取的樣本進行分析。這是俄羅斯目前唯一以分子古生物學為研究方向的實驗室。

格里戈里耶夫說:“我們用的是骨髓樣本——這是基因分析的最佳材料之一。雖然還不能下定論,但據推測一個猛獁象核基因是由4000萬到4500萬個核苷酸組成的。假如我們能確定全部的序列,那對這一研究項目以及猛獁象的克隆將是非常大的進展。”

該研究也將促進人造基因分子的合成。

猛獁象與早期人類共存,是早期人類的捕獵對象。它們是人類研究最多的史前動物,因為在西伯利亞和阿拉斯加發現了很多這種動物冰凍的遺骸、糞便和骨骼。

猛獁象與現代非洲象的大小差不多,高約3.4米,重約7噸,它長長的毛可幫助其抵禦寒冬。

該遺骸是迄今找到的保存最好的樣本,科學家認為這是克隆該動物的好機會。最終的計畫是將一個經過植入的卵子放入一隻活大象體內進行22個月的孕育。

活細胞發現

2012年8月西伯利亞科學家在俄羅斯東部雅庫特一個永久凍土猛獁象墓地中發現了一副獨特的猛獁象殘骸。並在象體內發現了保存完好的細胞,克隆這種長有獠牙的標誌性動物的希望因此大增 。

考察隊的負責人、雅庫茨克市東北聯邦大學猛獁象博物館館長塞米揚·吉利古爾耶夫表示:“8月份的發現還包括這頭猛獁象柔軟的脂肪組織、毛髮和骨髓等。”更重要的是,據說該發現包括“活”細胞,這在猛獁象研究領域尚屬首次發現。通常情況下,在冰凍細胞中DNA被毀壞。所以,從雅庫特猛獁象體內發現的這些細胞對科學家來說具有巨大用途,科學家要獲得一隻猛獁象完整的DNA密碼才可進行克隆。

備受爭議的韓國科學家黃禹錫已表達使用猛獁象活細胞的願望。他深度參與了另一個嘗試:用2011年在拉普捷夫海發現的“微紅金黃色毛髮”克隆一個一萬年的猛獁象胎兒。

面臨的技術難關

難題一

猛獁象骨架 猛獁象骨架

提取沒有發生變質和損傷的DNA。科學家若將猛獁象克隆成功,一定要確保從冰凍的猛獁象遺骸中提取完整的DNA,而且DNA要保持原有的活性。但從早已滅絕的猛獁象遺骸上取得的DNA是支離破碎的。想拼湊完整的可能性不大。如果細胞核受到損傷,克隆的可能性就非常小了。

從冰凍的組織中提取細胞核是一大難關,因為低溫會使DNA鏈斷成碎片,很難使用。科學家以前也做過類似嘗試,但都以失敗而告終。西伯利亞凍土層的平均溫度為零下12℃到18℃,按照常理,DNA是無法在其中保持完整的。

不過,2008年,日本理化所發育生物中心的若山照彥在這方面取得突破,他從一隻冰凍了16年的小鼠身上取出DNA,並成功實現克隆。今天,這項技術自然也在“創生計畫”中得到了套用。

回顧克隆技術發展,計畫的參與者、京都大學名譽教授入谷明對創生成功充滿信心:“不久之前,家禽的克隆成功率還很低,但現在已經達到了30%。”在他看來, 關鍵技術問題已經解決,要做的,就是從冰凍的猛獁遺體上獲得高質量的軟組織。入谷明表示,他準備在今年夏天重返西伯利亞,去尋找更多保存完好的猛獁屍 體:“我認為我們的成功機會很大,四五年後就能培養出一頭健康的猛獁。”為什麼要那么久呢?入谷明介紹說,光讓母象受孕就需要2年,其後妊娠期還將延續 600天左右。

難題二

細胞核移植的技術難題。有了完整的細胞核,接下來就是要找到匹配的卵細胞。可以在現代動物中找到和猛獁象血緣關係最近的近親,比如非洲象。提取雌象的卵細胞,然後把猛獁象的細胞核移植到卵細胞中。只有從活的細胞中取出細胞核,然後再將該細胞核植入去核的卵細胞中,才有可能將猛獁象克隆成功。

難題三

借腹懷胎難以控制排斥反應。新的細胞分裂發育成胚胎後,面臨的問題就是為猛獁象找到合適的代孕媽媽。借腹懷胎面臨的最大難關是如何讓猛獁象胚胎在代孕媽媽子宮內著床、發育直至順利生下猛獁象。對於移植過來的胚胎,母體勢必會產生免疫排斥反應,猛獁象胚胎可能在還沒有形成器官前就被消滅掉。

爭議

贊與疑

對公眾來說,猛獁無疑是充滿魅力的動物。在2005年愛知世博會上,一頭冰凍猛獁吸引了大批參觀者的目光。科學家同樣對猛獁充滿了興趣,對它滅絕的原因爭論不休,有人認為,它主要是因為氣候變遷滅絕的;還有人認為,人類的狩獵行為也負有很大責任;一些研究者提出,北極圈的漫長寒夜導致幼體斷奶期的延遲,從而造成了猛獁滅絕。

“創生計畫”的負責人後藤和史表示:“如果能創造出一頭猛獁,我們對於這種動物的了解就會大大增加,包括它的歷史和它滅絕的原因等等。”

“計畫”已經成了一個國際合作項目,除日本科學家之外,還吸引了來自國外的研究者,其中包括兩位美國的非洲象專家,以及俄國猛獁研究實驗室主任。

然而並不是所有科學家都看好這項計畫,有人認為,就算能獲得猛獁胚胎,克隆出猛獁的幾率也是微乎其微。他們指出,韓國研究者曾嘗試過克隆狗,他們將1100個胚胎植入代孕母狗的子宮,最後僅有兩隻小狗順利誕生,其中只有一隻活了22天。

俄羅斯冰期專家阿納托利·羅茲赫辛指出,就算克隆實驗成功,也不代表研究人員重建了過去,因為他們創造的僅僅是一種類似猛獁的新動物:“一般來說,科學家總是能從實驗中學到點東西,但是我覺得克隆猛獁未必能增進我們對於這種動物及其生存環境的理解。”

其他爭議

如果能通過克隆技術成功復活猛獁象,對於拯救瀕危動物是一大突破性進展。澳大利亞的一個研究小組已經著手研究克隆已滅絕的塔斯馬尼亞虎;美國的一個研究小組已經開始嘗試復活滅絕的一種野生白山羊。在所有復活計畫中,人們最關注的恐怕是恐龍的復活了。從理論上講,恐龍是不可能復活的。因為經過六千多萬年的時間,恐龍的基因都被分解了。

科學界對再造猛獁象的計畫褒貶不一。贊成者認為,這是一次大膽的挑戰,如果成功,將把生物技術向前推進一大步。而反對者認為,從生物學的角度講,復活猛獁象並不具備特別的意義,因為它在生物進化鏈上的地位已經很清楚。

還有人提出,根據達爾文“物競天擇,適者生存”的進化論,物種滅絕是自然現象;人為干涉生物界的自然淘汰,違背了自然規律。事實上,在電影《侏羅紀公園》中,編劇已經通過災難性場景的描寫,表達出了這種對人類干預自然進程的深層次擔憂。

不同聲音

克隆存在的問題

自克隆羊誕生之後,科學家就一直希望能利用這種技術克隆出已經瀕臨滅絕的哺乳動物,比如白鰭豚和被稱為動物活化石的大熊貓。但是用克隆技術挽救瀕危動物面臨著很多難題。

首先,現有的克隆技術往往需要很多該動物的卵細胞,而與之相矛盾的是,越是稀有的動物,其卵細胞也就難以得到。多莉就有3個媽媽:一個提供乳腺細胞,一個提供未受精卵,一個負責將胚胎“撫養”成小羊羔。雖然美國已經在異種克隆方面做了很多工作,但是,無法從初期實驗的順利進展中推斷是否能最終獲得圓滿的結果,迄今為止還未成功通過這種方法複製動物。即使複製成功,由於採用的是不同種動物的卵細胞,克隆出的動物是否會與原動物有所不同,也有待於實驗結果的進一步證實。

其次,瀕危動物不僅僅數量少,其瀕臨滅絕的主要原因是其生殖方面存在的問題,而生殖問題又是克隆技術能否成功的關鍵。大熊貓數量稀少,對其繁殖過程還存在許多解不開的謎團,例如受精卵在大熊貓子宮中需要多長時間才能著床,人類還無法通過試驗來獲得這些數據。再比如白鰭豚,不僅數量比大熊貓還少,而且還是水生生物;而將胚胎植入子宮中的技術難度是陸生動物所不可比擬的。

再者,克隆還會導致瀕危物的遺傳多樣性下降,可能使其走向滅絕。

據1998年8月25日《參考資料》報導:日本所克隆的10頭牛已經死亡5隻,這說明無性克隆技術還有待於進一步完善。在克隆技術還不太成熟的今天,只能認為克隆技術是保護瀕危動物的有效手段之一,但指望克隆技術能使瀕危動物徹底擺脫困境卻是不現實的,從理論上看也是不可能的。瀕危動物保護工作依然任重而道遠。

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