英雜誌預測:滅絕動物藉助基因和幹細胞技術或復活

　　2012年9月，俄韓籤署協議共同克隆已經滅絕的猛獁象。

　　新聞背景

　　英國《新科學家》雜誌在2017年科技進展預測中提出，藉助基因和幹細胞技術，大量瀕臨滅絕的動物將在2017年得到挽救，甚至一些已經滅絕的物種也能藉助近親基因重回地球。不久的將來，人類或許會重建生活著大量冰河時代動物的「更新世公園」。

　　推算DNA半衰期為521年

　　儘管這一科學前景十分誘人，但要實現起來有不少困難。對於復活已經滅絕的物種，首先最主要的困難是，要提取到它們的DNA（脫氧核糖核酸）才有可能藉助幹細胞和克隆技術復活滅絕動物。但是，滅絕動物的DNA一是難於發現，二是可能難以提純。例如，克隆和復活滅絕的猛獁象等動物就存在這種難題。

　　這個難題表現在，DNA會隨時間的推移而消失，具體表現為半衰期的長短。

　　DNA的半衰期，是指一個已經死亡生物的DNA核苷酸骨架之間的化學鍵半數降解掉所需的時間。如果一個生物的DNA在一定時間之後處於半衰期，則意味著這一生命體的遺傳信息有一半已經丟失，要克隆這樣的滅絕動物會很困難。

　　丹麥哥本哈根大學的莫頓·艾倫託夫特和澳大利亞佩斯市默多克大學的默克爾·邦斯等人，在2012年12月的英國《皇家學會學報B》上，以「骨骼DNA的半衰期：對158塊陳舊化石的衰敗活性的測量」為題，發表了一項關於動物DNA半衰期的研究結果。他們對屬於3種已經滅絕的古代巨鳥（恐鳥，1800年滅絕）的含有DNA的158根腿骨化石進行了研究，推算出DNA的半衰期為521年。根據這項研究的推論，即便在-5 的最理想條件下保存，DNA的化學鍵最多經過680萬年就會分解得一個不剩。

　　通常，一種生物死亡後就會腐爛分解，其中起分解作用的有外界微生物，還有生物體內部的酶。但是，死亡生物體與水的反應，才是造成生物體DNA化學鍵分解的主要原因。無論環境怎樣，只要死亡生物掩埋於地下，就會與地下水發生反應，並按一定的速度降解。但是，要了解一般情況下生物DNA平均降解的速度或速率非常困難，因為很少能找到大量的殘骸DNA來做比較研究。

　　研究人員認為，保存在冰川中的DNA被毀掉要花費更長的時間。比如，一根骨骼保存在-5 的理想溫度下，其DNA中的化學鍵被毀掉的最長時間可以達到約680萬年，但大約在150萬年後，剩下的DNA鏈便因為太短而無法傳遞有意義的信息，因此這些DNA的信息是無法讀取的，所謂克隆也是一種夢想。

　　由此也提示，過去認為能從恐龍和密閉的琥珀中的古昆蟲提取DNA並復活它們的想法並不現實，因為恐龍距今至少6500萬年，而琥珀中的古昆蟲的年齡也在500萬年至1億年。在這麼久遠的年代，DNA中的化學鍵早就降解了。現在找到的最古老的DNA是昆蟲和植物的，時間大約在45萬至80萬年前的古冰川期。

　　這也是克隆1萬年前滅絕的猛獁象極為困難的原因，這取決於從猛獁象殘骸中提取的DNA是否過了半衰期而半數降解或大部分降解。

　　復活滅絕動物的兩例嘗試

　　如果能提取到滅絕動物的未超過半衰期的DNA，則復活滅絕動物就比較容易一些。現在，澳大利亞研究人員克隆出了一個活了幾天的胃育溪蟾胚胎，儘管克隆出的胃育溪蟾並沒有長成蝌蚪和幼蛙，但這已經是復活滅絕動物的開創性成就。胃育溪蟾是於1984年已經滅絕的動物，它們的DNA被保存了30多年。

　　胃育溪蟾是中等身型的蛙類，呈深灰色，背部有細小的疙瘩。雌蛙較雄蛙大，雌蛙長約44-54毫米，雄蛙長約33-41毫米。

　　澳大利亞雪梨的新南威爾斯大學古生物學家邁克·阿徹和保護生物學家麥可·馬赫尼等人從事的「拉扎勒斯項目」，就是專門復活胃育溪蟾的。不過，被用於克隆的滅絕胃育溪蟾的DNA，並非是其1984年滅絕後從其殘骸中提取保存的，而是在其瀕臨滅絕的1979年由澳大利亞阿德萊德大學的邁克·泰勒將胃育溪蟾的部分包含DNA的組織保存到了冷凍器中。

　　阿徹等人採用與產生克隆羊多利相似的技術，即體細胞核轉移技術來復活胃育溪蟾。2013年初，研究人員以澳洲的大青蛙為供卵者，在提取大青蛙的卵子後，用紫外光滅活大青蛙的細胞核，然後把保存的已滅絕的胃育溪蟾的DNA，植入細胞核已滅活的大青蛙卵子中。結果，幾周後，有一個卵子活動起來，而且存活了3天，長成了一個囊胚。經過DNA檢測證明，這個囊胚包含的遺傳物質是胃育溪蟾的。

　　復活滅絕動物的另一例嘗試是，西班牙研究人員於2009年克隆了一隻已經滅絕的布卡多野山羊。研究人員認為，布卡多野山羊在2000年前就滅絕了，但是在1999年西班牙研究人員追蹤並捕獲到世界上最後一隻叫做希裡亞的13歲布卡多雌野山羊，意識到這種野山羊的珍貴性後，研究人員從野山羊的耳朵上採集了它的皮膚細胞冷凍儲藏起來，然後將其釋放。幾個月後，希裡亞被發現死在一棵倒下的樹旁，這也意味著布卡多野山羊是最近才滅絕的。

　　隨後，西班牙薩拉哥薩大學的喬希·弗奇等人把保存的布卡多野山羊的皮膚細胞的細胞核，植入到家養山羊去除了細胞核的卵子中，通過電擊讓卵子發育，成為重組胚胎。實驗進行了兩次，有7隻家養山羊成功懷孕，但最後僅有1隻雌性布卡多野山羊出生，並且是以剖腹產方式娩出。最後，這隻新出生的野山羊患有先天性肺部缺陷，在出生7分鐘後因呼吸困難而死亡。經檢測，這隻克隆的小羊羔的基因和布卡多野山羊的基因一致，從而被認定為是一次短暫的成功的克隆。弗奇等人的研究結果發表在2009年4月的美國《獸醫學》雜誌上。

　　然而，這兩例對滅絕動物的克隆，實際上還是對存活的瀕危動物的克隆，因為它們的細胞都是在其生前提取並保存在實驗室中的。

　　克隆死亡不久的動物已有先例

　　那麼，克隆動物的細胞都必須在生前提取嗎？可喜的答案是，不。克隆剛剛死亡的動物似乎完全沒有問題，因為DNA還不會降解。

　　例如，韓國濟州國立大學的樸世弼等人於2010年用一頭已死亡的牛的細胞克隆了一頭小牛，從而讓這頭死牛起死回生。不過，他們利用了冷凍技術。

　　2007年，樸世弼等人將一頭剛剛死亡的牛的細胞核植入一些去核卵細胞中，再利用體外授精技術創造了一個牛胚胎，並將其保存在-196 冷庫中。2010年1月，研究人員將胚胎取出解凍，並將其植入另一頭母牛的子宮中，這頭母牛於同年10月通過自然分娩產下了一頭克隆牛。小牛的基因組與那頭死去的牛完全相同。

　　因此，目前研究人員最有可能克隆近期死亡的動物，因為它們的DNA尚未降解。而且，世界各國也有一些研究人員陸續克隆了一些剛剛死去的動物。如2003年9月，巴西研究人員克隆了一頭在事故中死亡的荷蘭種奶牛。2010年7月，美國加利福尼亞州斯克裡普斯研究所和聖地牙哥動物園聯合研究組，成功利用一隻已經死亡的鬼狒的皮膚細胞製造出了這種瀕危動物的幹細胞。雖然美國研究人員並未克隆出已經死亡的鬼狒，但製造的幹細胞已經是克隆的前身了。

　　挽救和復活瀕危動物要比滅絕動物容易得多，因為至少還可以提取前者的DNA進行克隆，甚至提取它們的生殖細胞用輔助人工生殖技術進行孕育。

　　例如，北方白犀牛已經瀕臨滅絕，剩下不能生育的3隻生活在肯亞。我們可以提取白犀牛的生殖細胞進行人工授精，發育成胚胎後再移植到水牛或奶牛代孕母親體內孕育，足月後就可分娩出白犀牛。用幹細胞、冷凍物種和輔助生殖等技術，新犀牛有望在2017年出生。

　　克隆已經死亡的動物沒有問題，當然也給復活滅絕動物提供了希望。目前正在進行的引人注目的一項研究就是，通過向亞洲象的卵細胞加入猛獁象DNA，試圖將滅絕的猛獁象克隆出來。

　　儘管克隆是挽救滅絕動物的一種充滿希望的方式，但是，如果滅絕動物死亡年代久遠，超過其DNA的半衰期，克隆就可能是一種神話。當然，另一個需要回答或解決的問題是，滅絕動物即便克隆出來，它們能適應今天的環境而生存下來嗎？