1月31日,美國(guó)生物技術(shù)公司Colossal Biosciences表示,打算復(fù)活渡渡鳥(niǎo)。這是Colossal Biosciences公司計(jì)劃復(fù)活的滅絕物種名單中的第三種,另外兩種是長(zhǎng)毛猛犸象和塔斯馬尼亞虎。
貝絲·夏皮羅(Beth Shapiro)、本·拉姆(Ben Lamm)和渡渡鳥(niǎo)。圖片來(lái)源:Colossal Biosciences
Colossal Biosciences的聯(lián)合創(chuàng)始人為基因編輯技術(shù)先驅(qū)、美國(guó)哈佛大學(xué)遺傳學(xué)教授喬治?丘奇(George Church)和科技企業(yè)家本·拉姆(Ben Lamm)。這是一家致力于“去滅絕”的公司,其最終目標(biāo)是通過(guò)重新引入一些在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮積極作用的關(guān)鍵動(dòng)植物物種來(lái)扭轉(zhuǎn)生態(tài)損害。
【資料圖】
渡渡鳥(niǎo)是人類活動(dòng)導(dǎo)致物種滅絕的一個(gè)典型例子。渡渡鳥(niǎo)曾經(jīng)的棲息地是印度洋島國(guó)——毛里求斯共和國(guó)(The Republic of Mauritius),在被人類發(fā)現(xiàn)后的150-200年間,它們被大肆捕殺,在17世紀(jì)60年代滅絕(一說(shuō)1662 年左右,一說(shuō) 1693 年左右)。這是人類歷史上第一個(gè)被記錄下來(lái)、因人類活動(dòng)而絕種的生物,也是除恐龍之外最著名的已滅絕動(dòng)物之一。
Colossal Biosciences的首席古遺傳學(xué)家、美國(guó)加州大學(xué)圣克魯斯分校(UCSC)的古DNA專家貝絲·夏皮羅(Beth Shapiro)表示,復(fù)活渡渡鳥(niǎo)在理論上是可行的,她和同事能夠從保存在一家丹麥博物館的500歲的渡渡鳥(niǎo)遺骸中恢復(fù)其詳細(xì)的DNA信息。他們計(jì)劃嘗試修改渡渡鳥(niǎo)最近的近親——綠蓑鳩的基因,把它一步一步地變成渡渡鳥(niǎo),可能還會(huì)在其原生棲息地將它“重新野生化”。
2月2日,復(fù)旦大學(xué)科技考古研究院青年副教授文少卿在接受澎湃科技采訪時(shí)表示,“環(huán)境變化、物種多樣性降低,人類有責(zé)任和義務(wù)去保護(hù)地球上每一個(gè)物種。但這件事情的意義不局限于復(fù)活一個(gè)滅絕的物種,背后更重要的是,這是現(xiàn)在生物學(xué)技術(shù)發(fā)展的一種集中展示。特別是國(guó)外的科研機(jī)構(gòu)和公司敢于挑戰(zhàn)前沿‘無(wú)人區(qū)’的行為,我是非常贊賞的?!?/p>
“復(fù)活”之路困難重重
夏皮羅團(tuán)隊(duì)計(jì)劃研究綠蓑鳩和渡渡鳥(niǎo)之間的DNA差異,以了解真正使渡渡鳥(niǎo)成為渡渡鳥(niǎo)的基因是什么。隨后,他們可能會(huì)嘗試編輯綠蓑鳩的細(xì)胞,使它們類似于渡渡鳥(niǎo)細(xì)胞。夏皮羅表示,有可能將經(jīng)過(guò)調(diào)整的細(xì)胞放入其他鳥(niǎo)類(如鴿子或雞)正在發(fā)育的卵中,以培育出自然產(chǎn)生渡渡鳥(niǎo)卵的后代。但對(duì)于渡渡鳥(niǎo)而言,這個(gè)概念還處于早期的理論階段?!皬?fù)活渡渡鳥(niǎo)的計(jì)劃很吸引人,但極具挑戰(zhàn)?!蔽纳偾湓u(píng)價(jià)道。
渡渡鳥(niǎo)骨骸。圖片來(lái)源:Colossal Biosciences
據(jù)文少卿介紹,復(fù)活滅絕動(dòng)物的想法很早就出現(xiàn)了,其中最著名的是猛犸象的復(fù)活計(jì)劃。2011年,日本近畿大學(xué)入谷明教授等人組成的科研團(tuán)隊(duì)宣布啟動(dòng)猛犸象復(fù)活計(jì)劃,借助克隆技術(shù),用冷凍細(xì)胞培育出已滅絕的猛犸象。后來(lái)美國(guó)哈佛大學(xué)(Harvard University)醫(yī)學(xué)院的喬治?丘奇(George Church)教授率領(lǐng)的一群遺傳學(xué)家和中國(guó)華大基因研究院也都開(kāi)展了獨(dú)立研究。
研究人員復(fù)活猛犸象的思路分成三步:第一步是在永久凍土層找到猛犸象的毛發(fā)或有完整細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組織,復(fù)活猛犸象的細(xì)胞。第二步是恢復(fù)細(xì)胞的全功能性,形成胚胎細(xì)胞。第三步是找一個(gè)代孕的母體,孕育出猛犸象?!扒皟刹蕉家呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了,但到現(xiàn)在,猛犸象還沒(méi)有復(fù)活。”文少卿說(shuō),“主要卡在第三步,代孕母體有免疫排斥反應(yīng),母體把胚胎當(dāng)成外來(lái)物體‘殺死’了?!?/p>
在技術(shù)層面,復(fù)活渡渡鳥(niǎo)更難。文少卿說(shuō),“從目前披露的信息來(lái)看,Colossal Biosciences復(fù)活渡渡鳥(niǎo)的思路也分為三步,每一步都困難重重?!?/p>
從獲取渡渡鳥(niǎo)基因組開(kāi)始,難題就出現(xiàn)了?!昂捅A粼谟谰脙鐾翆?、可以獲得完整細(xì)胞結(jié)構(gòu)的猛犸象不同,渡渡鳥(niǎo)分布在印度洋的毛里求斯,地理位置決定它的樣本基本都是保存在博物館的骨頭,DNA基本完全降解了?!蔽纳偾湔f(shuō),從博物館獲取渡渡鳥(niǎo)基因組,用的是古基因組技術(shù),但能夠獲取的其實(shí)只是部分基因組,很難得到完整的基因組?!暗档米⒁獾囊稽c(diǎn)是,博物館組學(xué)將是未來(lái)的一個(gè)非常重要的應(yīng)用場(chǎng)景?!?/p>
第二步是找到一個(gè)近緣生物?!昂投啥渗B(niǎo)關(guān)系最近的動(dòng)物是孤鳩,也已經(jīng)滅絕了。因此,Colossal Biosciences使用了綠蓑鳩,但這個(gè)動(dòng)物在遺傳進(jìn)化上距離渡渡鳥(niǎo)有點(diǎn)遠(yuǎn),二者基因差異較大,因此改造難度也較大?!蔽纳偾浣榻B。在此情況下,Colossal Biosciences“復(fù)活”渡渡鳥(niǎo)的路徑是使用低通量的基因編輯技術(shù),即在一些關(guān)鍵的進(jìn)化位點(diǎn)上進(jìn)行基因編輯。而真正的“復(fù)活”所需要的是高通量的基因編輯技術(shù),即同時(shí)對(duì)成千上萬(wàn)個(gè)遺傳位點(diǎn)進(jìn)行基因編輯,“但這是非常難的?!?/p>
第三步是找到一個(gè)代孕母體。猛犸象是前車之鑒,“猛犸象和它最近的近親亞洲象,基因組差異只有4.7%,但代孕也沒(méi)有成功?!蔽纳偾浞治?,“所以可能需要‘人造子宮’技術(shù)來(lái)加持,即通過(guò)仿生材料制造一個(gè)類似的子宮,提取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),讓它去代孕生產(chǎn)。但這項(xiàng)技術(shù)目前也處在非常早期的階段?!敝档靡惶岬氖?,“人造子宮”也是Colossal Biosciences的研究項(xiàng)目之一。
“目前來(lái)看,這更像是一個(gè)改造綠蓑鳩的計(jì)劃,而不是真正復(fù)活渡渡鳥(niǎo)的計(jì)劃?!蔽纳偾湔f(shuō),“之后他們需要不停地改造,看制造出的新物種和渡渡鳥(niǎo)是否相像,這樣一步一步篩選出來(lái)?!?/p>
Colossal Biosciences的外聘顧問(wèn)、英國(guó)愛(ài)丁堡羅斯林研究所(The Roslin Institute,The University of Edinburgh)的鳥(niǎo)類生物學(xué)家邁克·麥克格魯(Mike McGrew)表示,“怎么樣才算完成了基因編輯?是編輯100個(gè)基因,還是1000個(gè)?這是一個(gè)大問(wèn)題。”
比“復(fù)活”更大的價(jià)值
夏皮羅在接受媒體采訪時(shí)表示,復(fù)活渡渡鳥(niǎo)實(shí)際上類似于一個(gè)噱頭,“我們需要開(kāi)發(fā)一些工具和其他方法,來(lái)保護(hù)今天的物種免于滅絕。如果我們能讓人們興奮起來(lái),我們就得吸引注意力。渡渡鳥(niǎo)就很合適,每個(gè)人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)?!?/p>
Colossal Biosciences并沒(méi)有提供一個(gè)“復(fù)活”渡渡鳥(niǎo)的確定時(shí)間表。Colossal Biosciences創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官拉姆預(yù)測(cè),猛犸象可能在2029年之前出現(xiàn),而渡渡鳥(niǎo)可能更早,也可能更晚,這取決于科學(xué)因素。
“如果這件事情成功了,技術(shù)手段和分析手段都將會(huì)邁出很大的跨越。所以更多的人看重的是‘復(fù)活’渡渡鳥(niǎo)背后,人類在基因計(jì)劃、生物技術(shù),以及醫(yī)學(xué)等方面的更大的想象空間?!蔽纳偾涓嬖V澎湃科技。
拉姆表示,復(fù)活渡渡鳥(niǎo)這項(xiàng)計(jì)劃并不會(huì)直接盈利,但公司為此開(kāi)發(fā)的基因工具和設(shè)備可能還有其它用途,例如用于人類保健等。
近日,Colossal Biosciences宣布完成了1.5億美元的B輪融資,其總?cè)谫Y額已達(dá)到2.25億美元。公司表示,本輪獲得的其中一些資金將用于圍繞鳥(niǎo)類基因組學(xué)開(kāi)展新工作。此次融資也是在Colossal Biosciences的第一個(gè)技術(shù)分拆公司Form Bio完成3000萬(wàn)美元A輪融資后進(jìn)行的,F(xiàn)orm Bio專注于開(kāi)發(fā)計(jì)算生命科學(xué)平臺(tái)。目前,F(xiàn)orm Bio正在銷售其管理實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的軟件。
Colossal Biosciences的投資者包括億萬(wàn)富翁托馬斯·圖爾(Thomas Tull),美國(guó)中央情報(bào)局的風(fēng)險(xiǎn)投資部門,以及著名的生物技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)投資家羅伯特·尼爾森(Robert Nelsen)。
對(duì)于Colossal Biosciences的“復(fù)活”渡渡鳥(niǎo)的計(jì)劃,文少卿表示感慨,“這件事情的挑戰(zhàn)不容忽視,但嘗試是值得支持的?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)使用的大量的技術(shù)都是別人成熟的技術(shù),我們其實(shí)沒(méi)有做太多真正創(chuàng)新的探索。我們對(duì)于科研的態(tài)度似乎過(guò)于理智了,不能老是腳踏實(shí)地,有時(shí)候也要仰望星空。要允許一部分人去探索,即便失敗,摸索總歸是好的,因?yàn)檎嬲膭?chuàng)新總是根植于實(shí)踐的?!?/p>
背后的倫理難題
技術(shù)發(fā)展避不開(kāi)倫理思考。美國(guó)斯坦福大學(xué)(Stanford University)的基因測(cè)序?qū)<艺材莞ァだ睢て湛恕ぬ梗↗ennifer Li Pook Than)說(shuō),“它不會(huì)是一只真正的渡渡鳥(niǎo),它會(huì)是一個(gè)新物種?!奔词笴olossal Biosciences能夠造出“渡渡鳥(niǎo)”,供它繁衍生息的地點(diǎn)也是一個(gè)問(wèn)題。“它需要一個(gè)野外環(huán)境,如果沒(méi)有一個(gè)合適的場(chǎng)所,這在道德上意味著什么?”坦質(zhì)疑道。
2020年,一項(xiàng)發(fā)表于《自然保護(hù)學(xué)報(bào)》(Journal for Nature Conservation)的研究提出,現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)中的動(dòng)物可能對(duì)突然與它們從未遇到過(guò)的歷史物種一起生活反應(yīng)不佳,從而導(dǎo)致不可預(yù)見(jiàn)的生態(tài)后果。
拉姆表示,Colossal Biosciences將在重新引入物種時(shí)保持謹(jǐn)慎,可能首先在大型圍欄內(nèi)研究它們,同時(shí)解決當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的缺陷?!皠?chuàng)造一個(gè)渡渡鳥(niǎo)可以茁壯成長(zhǎng)的環(huán)境將需要環(huán)境恢復(fù),特別關(guān)注清除導(dǎo)致渡渡鳥(niǎo)滅絕的入侵物種。這種環(huán)境恢復(fù)將對(duì)其他特有植物和動(dòng)物產(chǎn)生連鎖效益?!?/p>
文少卿表示,還會(huì)出現(xiàn)非常多的倫理問(wèn)題,“比如,拿到樣本的過(guò)程就存在倫理問(wèn)題,具有營(yíng)利性質(zhì)的公司去博物館拿樣本,博物館憑什么授權(quán)?”
假設(shè)Colossal Biosciences“復(fù)活”渡渡鳥(niǎo)成功,出現(xiàn)的將是一個(gè)“半成品”。“因?yàn)椴磺宄蚓庉嫷木唧w路徑,需要靠嘗試的方式來(lái)一步一步地進(jìn)行編輯,可能會(huì)迭代很多代。這些迭代過(guò)程中的‘半成品’,一生可能會(huì)飽受疾病困擾,承受很大的痛苦。”文少卿對(duì)澎湃科技記者說(shuō)。
如果復(fù)活滅絕動(dòng)物的想法成真,將面臨的共同沖擊是,帶來(lái)的影響可能與保護(hù)瀕危物種的初衷背道而馳?!爱?dāng)人們發(fā)現(xiàn)滅絕的動(dòng)物可以被復(fù)活,會(huì)不會(huì)反而減少了人類關(guān)注和保護(hù)現(xiàn)存動(dòng)物的想法?因?yàn)榭梢岳眉夹g(shù)來(lái)復(fù)活滅絕的動(dòng)物,有的人可能就覺(jué)得沒(méi)有必要再保護(hù)現(xiàn)存的物種了?!蔽纳偾湔f(shuō)。