首页 >> 生物 >> 文章

冰河世纪公园:猛犸重生Comments>>

发表于 2008-11-25 03:00 | Tags 标签:, , ,

《经济观察报》,有删改

01如果我很有钱——钱多得只想去搞异想天开的事情,我不会像John Hammond先生一样去复制活恐龙,建立一座侏罗纪公园(Jurassic Park)。因为我所具有的生物学知识告诉我,将6500万年前灭绝的恐龙再造出来,是一件多么不靠谱的事。

左图:《侏罗纪公园》(Jurassic Park)剧照

 

在特技精彩的电影《侏罗纪公园》里描绘了复制恐龙的程序:一只蚊子刚刚吃饱了恐龙的血,却恰好被一滴松脂包裹落入泥土。经过6500万年的沉浮,这只蚊子琥珀被科学家挖掘出来,从它肚子里的恐龙血中提取出恐龙的基因(即DNA),通过克隆技术造就了生龙活虎的恐龙。这一貌似科学的程序倒不是编剧或者小说原著的凭空臆想,科学家们确实尝试过从化石中提取古生物(包括恐龙)的DNA。但是,对多种古生物样本的DNA性状进行了研究后,科学家们发现在温带地区(如埃及),DNA保留以几千年为限,在寒冷地区(如北极和南极),DNA保存期以10万年为限。而恐龙的DNA如果保存至今,则远远超过了10万年的极限。 

1996年,德国慕尼黑大学的研究者特地分析了在科学刊物或媒体报道过的4个恐龙样本。结果显示这几个样本中的DNA不太可能保存下来,同时还发现这些样本有近代生物的污染,哪怕是南极寒冷条件下保存的恐龙样本也有污染。因此,研究者认为从这些样本中取得恐龙DNA的可能性极小。 

虽然研究者也发现,存在于琥珀中的昆虫DNA保存特别好,污染很少。但是从琥珀蚊子体内的恐龙血中提取恐龙DNA却是极为可疑——且不追究你如何就运气这么好,能逮住一只刚吃了恐龙血而不是鳄鱼血或者蜥蜴血的蚊子,如何分离和鉴定蚊子血vs恐龙血,蚊子DNA (或者其他生物DNA vs恐龙DNA就是个巨大难题。也许你沾沾自喜的以为自己拿到了罕有的恐龙DNA,然而严格验证之后,发现不过是被其他生物DNA污染的结果。中国的科学家曾经就闹过这样的笑话 

如果我很有钱——钱多得只想去搞异想天开的事情,我会考虑复制活猛犸(mammoth),建立一座冰河世纪公园(Ice Age Park)。

02

《冰河世纪》(Ice Age)剧照

猛犸,又名毛象,曾经是世界上最大的象,生存于距今300万年~1万年前的第四纪冰川时期猛犸身披黑色的细密长毛,皮厚膘肥,具有极强的御寒能力(请勿与科学松鼠会之猛犸对号入座)。与生活在热带或亚热带的现代象不同,猛犸一直生活在北半球高寒地带的草原和丘陵上。450300万年前,人类与猿分化,开始直立行走并制造工具,与猛犸同期进化,和平相处。正如电影《冰河世纪》(Ice Age)中猛犸是呵护人类宝宝的好朋友,一片和谐融融之景象。 

45万年前,人类进化到了晚期智人(新人)阶段,学会使用火攻,集体协同作战,猛犸成为人类的主要狩猎对象。大约1万年前,猛犸逐渐从地球上消失,最后一批猛犸生活在北极直到30004000年前才灭绝。而那时,埃及人正在造金字塔。至于《史前一万年》(10000 BC)中神奇邪恶的埃及人是如何将猛犸从北极弄到非洲给他们搬砖的,我就不知道了。

03

《史前一万年》(10000 BC)剧照

 猛犸虽然灭绝,却留下了不少的化石,甚至冰封于北极的完整尸体。这给科学家们提取猛犸DNA提供了良好样本。1994年,两个研究组分别从猛犸样本中提取出了DNA。不过当年提取出来的猛犸DNA序列还只是一些短小的片段,并不是完整的基因组。2008年,美国与俄罗斯的科学家们联手推出了从猛犸样本中得到的基因组DNA序列,共有41.7亿个核苷酸碱基(DNA的基本组成单位),此项成果发表于顶级科学学术期刊《自然》(Nature)上。以前的研究表明,大象的基因组超过40亿个核苷酸碱基——惊艳出场的猛犸基因组的大小与此吻合。 

既然基因组在手,让我们来再造一只活生生的猛犸吧。先别高兴得太早,猛犸样本中的基因组DNA序列,经过上万年的时间,已有不同程度的降解或者破坏。科学家们虽然把断裂的、降解的、破碎的DNA拼凑出了一幅貌似完整的基因组图谱,但是其中隐藏着诸多的错误和突变。而这些错误足够导致猛犸复活梦想的破灭。因此,首先要解决的技术问题是,复原出准确无误的猛犸基因组。 

如果,我们自信得到了准确无误的猛犸基因组DNA序列,是不是接下来的一切就迎刃而解呢?所谓DNA序列,就是四种核苷酸碱基(A, T, G, C)的无限排列组合。然而由A, T, G, C组成的DNA链条,还要经过压缩,拧成麻花状的染色体。虽然科学家得到了猛犸DNA41.7亿个核苷酸碱基的排列组合,却不知道应该拧成几条染色体。目前,科学家们正在对非洲象和印度象的基因组DNA进行测序,通过对这些猛犸的远房亲戚的染色体分析,来预测猛犸的染色体组成。 

如果染色体的问题解决了,我们就该合成猛犸DNA了。科学家得到的基因组DNA序列只是存在电脑中的数据和图谱,不是实物。我们得用A, T, G, C四种核苷酸碱基作原料,开动机器,合成长长的DNA链条。虽然目前科学家成功合成了细菌基因组的50多万个核苷酸碱基,但是猛犸基因组DNA40多个亿,远不在同一个数量级。即使按照大象的染色体数目将猛犸基因组分成56个染色体,每条染色体仍有将近1亿个核苷酸碱基。如何人工合成如此长的DNA链,保证不断裂、不突变、不降解的高质量,依然是个技术难题。目前,合成DNA的商业价格大约是1美元1个核苷酸碱基,如果我要投资制造活猛犸,首先就得准备至少40多亿美元来合成猛犸基因组。 

合成了猛犸的基因组染色体,我们就要将其导入细胞核了。染色体只有包装在细胞核里,才能表达基因,才能成为主宰生命的密码。虽然大象是猛犸的远房亲戚,科学家却认为用青蛙的细胞核来包装猛犸的染色体更好操作,然后再将包装好的猛犸细胞核植入大象的卵子细胞内。接下来的程序就是克隆技术 

我们需要很多的母象的卵子来克隆猛犸,因为目前克隆技术的成功率只有13%左右。一头母象每四个月才排卵一次,每次只排出一个成熟卵子,一旦怀孕生小象,有五年的哺乳期(这期间不排卵)。如此长的周期,我们至少得收集三十多年的卵子,才够一次成功的克隆试验。不过,我们可以收集母象卵巢中没有排出的预成熟的卵细胞,在体外培养促成熟。对于其他的哺乳动物,可以用器具从生殖道进入体内,在超声波或者腹腔镜的定位指导下,找到卵巢,收集预成熟的卵细胞。然而,母象处女膜外的生殖道就有1米多长,其处女膜甚至在交配后仍是完整的。卵巢更是深藏在母象庞大的体内,超声波也难以找到卵巢的位置。因此,从母象体内收集卵细胞,是困难重重。科学家们设想用器官移植的办法来解决这个难题——将母象的卵巢移植到其他易操作的动物身上,成为产卵机器。在上世纪90年代,就有科学家把非洲象的卵巢移植到了老鼠身上,虽然观察到卵巢的发育,却无法得到成熟的卵子。不过这一方案依然很有前景。 

收集到了足够的大象卵子,接下来就是细胞核移植。把大象卵子细胞中原有的细胞核取出来,再将包装好的猛犸细胞核植入大象卵子。随后,卵子细胞开始分裂,由一个细胞发育成多细胞的囊胚,即胚胎的早期阶段。然后将克隆的猛犸囊胚植入母象的子宫——深入2.5米长的母象生殖道。如果囊胚能顺利发育出胎盘,和母象的子宫建立起良好的母胎循环,猛犸的胚胎健康成长,那么我们可以小小喘一口气了。无论是1977年在西伯利亚发现的小猛犸尸体Dima,还是2007年在俄罗斯发现的另一具猛犸幼崽尸体Lyuba,都表明新生的猛犸幼崽和现代象幼崽的体积、重量都差不多,因此不用担心代孕象妈妈的肚子会被待出生的小毛象(猛犸)撑破。悉心照料代孕象妈妈,期待着小毛象的出生吧。

04

科学家们与猛犸幼崽尸体Lyuba

 

灭绝了上万年的猛犸横空出世,你想不想去看看?在这里我先做个市场调查吧,你愿意花多少钱去冰河世纪主题公园看一只活生生的猛犸?

相关阅读:Darwin 200: Let's make a mammoth

0
为您推荐

37 Responses to “冰河世纪公园:猛犸重生”

  1. 哈哈,真好玩~不过我见过真的猛犸人!

  2. 木遥说道:

    我们需要很多的母象的卵子来克隆猛犸,因为目前克隆技术的成功率只有1~3%左右。一头母象每四个月才排卵一次,每次只排出一个成熟卵子,一旦怀孕生小象,有五年的哺乳期(这期间不排卵)。如此长的周期,我们至少得收集三十多年的卵子,才够一次成功的克隆试验。

    没看懂。。。。为什么要盯着一头母象取卵子阿,找一百头母象不是一年就搞定了?

    • DNA说道:

      还要考虑成本,养一百头象很贵的!

    • DNA说道:

      而且,目前做小鼠、大鼠的克隆,需要用上千个卵母细胞来做核移植,对于技术非常好的研究者才有可能达到1~3%的成功率。

    • 黏液传说说道:

      克隆一只牛成本10万,据说。

  3. Marvin P说道:

    而且有了全序列基因还不够,现在克隆很大的一个问题就是不知道这些基因的具体表达调控问题,比如甲基化,imprint等等,所以造成很多克隆动物先天体弱不能长到青春期……像多利那样活那么久才死于肺病的,我都怀疑丫其实是个妖怪……

    • DNA说道:

      确实。

      靠谱的话,先克隆出一头现代象再说吧。

      不同的动物,克隆的具体技术还不一样,不是所有的动物都能轻松克隆出来的。

  4. sunny0302说道:

    哇~~猛犸你真好,以后看你还要买门票啦!!
    突然想起某天晚上做梦,梦到猛犸是个飞行员……鬼知道为什么啦 ,太诡异了!

  5. 透露社母鸡说道:

    看到鸟冰河世纪3滴预告片,貌似3里会出现恐龙,瀑布汗。。。

  6. 马它说道:

    其实猛犸有许多种,除了“木猛犸”都比现存的非洲象小。另,BBC4的HORIZON系列片中有一部“ELEPHANT SEX GUIDE”(如果不是这名字也差不离)里面有母大象犀牛猎豹取卵,公大象犀牛猎豹取精,还有大象前列腺按摩,很过瘾呐

    • DNA说道:

      大象前列腺按摩——这个怎么按摩呀?

      前列腺位于盆腔底部,其上方是膀胱,下方是尿道,前方是耻骨,后方是直肠,医生在直肠指诊时,向前可以触摸到前列腺——莫非是从肛门里伸进去按摩??!

      • 马它说道:

        就看到柏林某某研究所的德国帅哥站在梯子上一拳捶进大象PP里,捣啊捣啊,象哥哥悠闲的嚼着干草,突然二目圆睁,仰天长啸,德国帅哥用另一只手擦擦汗,长出一口气…成功鸟…

    • 黏液传说说道:

      前列腺按摩……摸卵泡吗?似乎手不够长吧……

  7. Aiger说道:

    对大象的处女膜兴趣浓厚(第一次听说)……能不能什么时候开一篇专门介绍各种动物处女膜的文章……(YD的笑ing)

  8. 张撞鹿说道:

    《侏罗纪公园》的小说和剧本作者Michael Crichton在我生日那天死掉了~

  9. 田不野说道:

    神奇的世界,你们想看到什么植物的重生吗?重生植物比动物简单多了。

  10. so说道:

    那个啥。我一直想知道按照人类基因组计划弄出来的序列表达出来的人是嘛样子

    • DNA说道:

      就是人这个样子呗

      人类基因组计划不过是把人的基因组DNA全序列给读出来而已,就是一堆ATGC四个字母的排列组合

Leave a Reply