科学家们让已经灭绝的塔斯马尼亚虎复活了
本周,生物技术/基因工程公司巨大的-由著名遗传学家于2021年共同创立George Church教授和连续企业家本·拉姆宣布,他们已经开始了一项恢复袋狼灭绝的项目,袋狼是一种澳大利亚有袋动物,通常被称为“塔斯马尼亚虎”。在此之前,Colossal最近成功筹集了超过1500万美元的资金使长毛象灭绝.
袋狼是一种细长的“狐狸脸”动物,是近现代历史上最大的食肉有袋动物,原产于澳大利亚、塔斯马尼亚和新几内亚。1936年,最后一只已知的活标本在圈养中死亡,人们认为它已经灭绝。
Colossal公司打算利用DNA测序、基因工程和辅助生殖技术的最新进展,使这种动物灭绝并重新野生化,恢复塔斯马尼亚和更广泛的澳大利亚生态系统。据Colossal介绍,其保护工作旨在“通过生态系统恢复和物种保护来对抗人类世的负面影响”。
什么是人类世?
人类世(Anthropocene Epoch)是一个术语,通常用来描述人类活动对地球生态系统和气候产生重大影响的最近一段时间。
为了这个消除灭绝的项目,Colossal与墨尔本大学合作,特别是它的袋狼综合遗传修复研究实验室(TIGRLab)由Andrew Pask教授.2018年,帕斯克和同事们发表了第一个基因组序列塔斯马尼亚虎的数据,这些数据是康格罗灭绝项目的核心。
188金宝搏备用与拉姆和帕斯克进行了交谈,以进一步了解消除灭绝的目标,袋狼项目的后勤工作,并讨论了外袋和人工子宫。
莫莉·坎贝尔(MC):巨型生物科学公司表示,他们已经开始着手消除袋狼的灭绝。为了清楚起见,您能解释一下项目目前所处的阶段吗?
本·拉姆(BL):这一过程与研究团队利用长毛象灭绝的过程非常相似。首先必须收集已灭绝物种的样本,帕斯克博士在过去十年里已经做到了这一点。接下来,这些样本的测序和袋狼基因组的组装必须完成,然后将其与最接近的现存亲属的基因组进行比较——在这种情况下,dunnart和其他dasyurids。
然后,巨型计算机生物学家团队使用软件来确定需要在dunnart中编辑的正确基因,这将导致袋狼的表型。然后我们的基因团队进行杠杆作用CRISPR和其他基因编辑工具进行编辑并利用克隆技术将编辑过的细胞核转移到卵子中,以创造一个既可以在代孕子宫中生长也可以在人工子宫中生长的胚胎。关于袋狼项目,我们正处于最后的分析阶段,很快就会开始基因工程。一些编辑已经开始进行,并正在测试其有效性。
MC:为什么袋狼是一个特别有趣的生物,让Colossal公司把重点放在灭绝上?巨轮公司是如何选择已灭绝的生物进行反灭绝的?
提单:Colossal致力于关键物种的恢复灭绝,它们的回归将对它们曾经繁荣的生态系统产生积极影响,以及开发可用于物种保护的关键技术。在所有被提议重新灭绝的物种中,袋狼可以说是最有说服力的例子之一。袋狼的灭绝是在不到100年前人类直接影响的结果,而不是通过导致恐龙灭绝的自然过程。
袋狼在现存的有袋类动物中是独一无二的。它不仅具有标志性的狼样外观,而且还是我们唯一的有袋类顶级掠食者。顶端捕食者是食物链中极其重要的组成部分,通常负责稳定生态系统。塔斯马尼亚的栖息地保持相对不变,为袋狼的重新引入提供了完美的环境,使其能够重新占据它的生态位。
从Colossal的角度来看,我们有兴趣进行反灭绝项目,重新引入恢复物种可以填补物种灭绝时产生的生态空白,并帮助恢复退化的生态系统。现在,猛犸象研究小组人员齐全,而且取得了很大的进展,我们开始寻找我们的第二个物种。经过介绍,我们认识了帕斯克博士,看到了他在塔斯马尼亚虎方面的工作,并权衡了其灭绝的好处,我们很高兴能与他和墨尔本大学合作,帮助找回袋狼的替代品。
此外,我们有令人难以置信的组织样本和基因组组装,以及许多额外的毛皮,正在为种群基因组学研究进行测序。帕斯克在过去十年中对袋狼的研究使他(和他的实验室)成为我们在这个项目中所能期望的最好的主题专家。最后,我们很高兴我们对袋狼的研究将导致以有袋动物为重点的保护和妊娠技术,这是我们在开始这个项目之前没有追求的。
安德鲁·帕斯克(美联社):“塔西魔鬼”面部病毒是一个典型的例子,说明当生态系统因失去顶端捕食者而变得不平衡时,会发生什么。这些影响对整个生态系统的影响是不可估量的,但狼群重返黄石公园的事件向我们展示了其中一些相互作用是多么重要和复杂。在狼回归的例子中,它不仅影响了系统中的哺乳动物,而且还影响了植被,从而改变了山谷中河流的流向。
这些动物在生态系统中占据着关键的位置,当没有其他动物可以取代这个生态位时,其影响是深远的。在塔斯马尼亚的生态系统中,袋狼的数量只有100年左右的历史,所以我们希望能在造成太大的破坏之前恢复它们。
塔斯马尼亚虎是唯一生活在现代的有袋类顶级掠食者,所以没有任何其他本土物种可以取代它。很难预测非本地捕食者会对生态系统造成什么影响,这就是为什么物种引入到新的栖息地会导致生态灾难。为了保护我们的生态系统,我们能做的最好的事情就是防止物种灭绝。但是,当一种基石物种从那种环境中消失时,我们能做的下一个最好的事情就是试着把这种动物带回来。
MC:去灭绝并不是说我们真的要重新创造一个已经灭绝的物种,而是一个杂交版本。对于我们不熟悉的读者,你能解释一下这个过程是如何运作的吗?
记者:反灭绝与克隆的不同之处在于,我们没有(来自已灭绝动物的)活细胞来启动这个过程。在这种情况下,我们必须寻找最近的生活作为宿主,让我们灭绝的物种复活。以袋狼为例,这是肥尾矮腹狼——一种老鼠大小的食肉有袋动物。然后,我们对我们灭绝的动物及其近亲的基因组进行测序,并将它们进行比较。接下来,我们从我们的粪便中提取活细胞并编辑它们的DNA在每一个与袋狼不同的地方。我们实际上是在改造我们的邓纳特细胞,使其成为塔斯马尼亚虎细胞。
然后我们用标准的干细胞和生殖技术把这个细胞变成活的动物。我们这项技术的最终目标是将这些物种恢复到野生环境,让它们在生态系统中扮演绝对重要的角色。我们希望有一天你能在塔斯马尼亚的丛林中再次看到它们。
提单:我们的目标是在大小、形状和行为上尽可能接近原始的灭绝物种。在过去的几年里,我看到一些人在争论“反灭绝”这个词,在我看来,人们不应该太关注这个词的语义,而应该更多地关注开发快速推进保护和拯救物种的工具。我们正在开发的技术在环境保护方面有广泛的应用。我们还带回了灭绝的基因和表型。如果你创造了一个具有你所寻找的所有表型特征的代理物种,如果由此产生的代理动物填补了由于它的缺席而造成的生态空白,这怎么能不消除灭绝呢?”
MC:你能谈谈目前的有袋动物辅助生殖技术和需要的进步吗?这些将如何用于保护其他有袋动物?
提单:除了野生化的好处和帮助平衡人类造成的生态系统退化之外,Colossal还在开发以有袋动物保护和妊娠技术,以支持更广泛的有袋动物保护工作。例如,我们正在开发一个外育儿袋,幼崽将在出生后进一步发育。
这种外袋可以用于现有的有袋类动物,如袋獾。袋獾能生20-30只幼崽。然而,母鲸只有四个乳头,所以只有少数幼鲸能存活下来。我们的育儿袋对保护主义者来说非常有帮助,他们正在与袋獾一起工作,可以把额外的20多只幼崽带到一个地方,让它们进一步孵化。
此外,Colossal公司正在研究全阶段的人工子宫,可以帮助从胚胎到完全的子宫外发育。单是这些妊娠技术就将是有袋类动物保护的变革。
MC:你能谈谈计划中的袋狼再野生化过程吗?它将如何确保历史不再重演?
记者:人类正在迅速改变环境。全球气温正在上升,不利天气事件(如过去几年澳大利亚毁灭性的森林大火)预计频率和严重程度将增加,我们正在向全球各地引入害虫物种。除非我们介入帮助这些物种,否则我们将失去大量的生物多样性。
我们正在开发的使袋狼灭绝的技术都有直接的保护效益——现在——以保护有袋类动物物种。来自现存有袋类动物种群的冷冻组织的生物库已经被收集起来,以防止火灾造成的灭绝。然而,我们仍然缺乏获取这些组织的技术——制造有袋动物干细胞——然后把这些细胞变成活的动物。这就是我们将作为这个项目的一部分开发的技术。甚至基因组编辑也可以帮助保护有袋类动物免受入侵害虫的侵害,或增加遗传多样性和种群健康。
提单:袋狼的灭绝是一个悲惨的故事。这是一种不可思议的动物,与其他任何动物都不一样。它被诬告吃羊,导致澳大利亚政府悬赏该物种。它被人类猎杀到灭绝。它的大部分栖息地仍然完好无损。它将被放归的生态系统仍然缺少顶级捕食者,需要填补这个生态位。我们相信,在适当的保护和没有狩猎赏金的情况下,袋狼将再次在野外繁衍生息。
主持人:你能谈谈反灭绝项目所需要的伦理批准吗?这些是否因物种/地区而异?
记者:以袋狼为例,回归这个物种的好处远远超过任何潜在的风险。任何像这样的放生都需要研究动物及其在生态系统中多个季节和大面积封闭土地上的相互作用,然后才会考虑完全放生。袋狼灭绝的影响已经可以从新疾病的迅速传播中看到,比如袋獾面部肿瘤疾病,它几乎导致了另一个有袋类动物物种的灭绝。我们强烈主张,首先,我们需要保护我们的生物多样性,使其免遭进一步的灭绝,但不幸的是,我们并没有看到物种灭绝的速度放缓。这项技术提供了一个纠正这一问题的机会,并可以应用于基石物种已经消失的特殊情况,以帮助防止对生态系统的进一步破坏。
主持人:这个项目的预期时间表是什么?
提单:我们一直在大声疾呼,我们雄心勃勃的目标是在未来五到六年内获得第一批猛犸象幼崽。虽然我们还没有宣布袋狼的时间表,但有袋动物的怀孕时间是以周为单位计算的,而大象的怀孕时间是22个月。我们对猛犸象的时间线有很大一部分是基于小牛近两年的妊娠期。我认为可以有把握地假设袋狼代理可能是第一批被带回来的动物之一。
MC:在这个反灭绝项目中,你预计会遇到哪些挑战?你打算如何克服这些挑战?
记者:对于其他物种,我们已经掌握了所有的技术,但其中很多技术还没有应用到有袋类动物身上。我们需要开发有袋动物干细胞(我们认为我们已经实现了这一点),然后利用生殖技术将这些细胞转化为活体动物。所有这些挑战都需要大量的科学时间来解决,而这次与colossal的新合作将会带来一个令人难以置信的团队来解决其中的一些问题!
本·拉姆和安德鲁·帕斯克教授接受了科技网络高级科学作家莫莉·坎贝尔的采访。188金宝搏备用