How To Clone A Mammoth

The Science Of De-Extinction

作者：Beth Shapiro

出版：Princeton University Press

索书号：Q915.5/S529/2020/Y

ISBN： 9780691209005

藏书地点：武大外教中心

《如何克隆猛犸象：反灭绝的科学》一书于2020年由Princeton University Press出版，作者是Beth Shapiro。

猛犸象和旅鸽这样已经灭绝的物种能复活吗？在《如何克隆猛犸象》一书中，进化生物学家、古代DNA研究的先驱贝丝·夏皮罗（Beth Shapiro）向读者讲述了这个有趣的问题，她带领读者经历了令人震惊又有争议的反灭绝过程。从决定应该恢复哪些物种，到预测如何在野外监督恢复的物种数量，夏皮罗生动地探索了用于恢复过去的非凡尖端科学。考虑到反灭绝的实际利益和伦理挑战，夏皮罗认为，首要目标应该是振兴和稳定当代生态系统。《如何克隆猛犸象》讲述了一个曾经被视为科幻小说的想法背后非常真实和引人注目的科学，它展示了反灭绝将如何重新定义保护的未来。

作者反复强调，克隆猛犸象是不可能的，读完这本书你仍然无法克隆猛犸象。此外，她的研究小组并没有试图克隆猛犸象，也没有试图恢复任何其他灭绝的物种，因为太晚了，猛犸象已经灭绝。

事实上，克隆猛犸象的途径很少，这要归功于克隆技术的一个不灵活的要求：如果我们想克隆猛犸象，我们必须有一个活的猛犸象细胞。最后一批猛犸象死于3000多年前。最后一个种群只剩下剥落的骨头、牙齿和象牙，这些都不可能是活细胞的来源。一些想要克隆猛犸象的研究小组认为，他们已经找到了更好的活体猛犸象细胞来源，并一直在争夺保存完好的冷冻猛犸象木乃伊。随着北极的融化，这些木乃伊仍在继续出土。他们没有也不会在这些冷冻木乃伊中发现活的猛犸象细胞，因为这将违反我们所知道的生物体死后腐烂时细胞和DNA发生的一切。

日本金大大学的一个研究小组采取了一种不同的方法，他们一直在努力研究如何修复受损的细胞；它们本质上是把断裂的染色体粘在一起，试图让一个死亡的细胞复活。团队尝试用小鼠酶来重建从尤卡（Yuka）遗骸上提取的细胞，尤卡是一个2.8万年前的猛犸象木乃伊，于2010年在俄罗斯萨哈共和国融化的沉积物中被发现。尤卡被广泛认为是迄今为止发现的最完整的猛犸象。即便如此，她的细胞已经严重退化，无法恢复活力。没有人在保存完好的猛犸象遗骸中发现活的或可复活的猛犸象细胞。如果我们想要一个活的猛犸象细胞，我们就得自己造一个。这是从零开始制造巨型细胞所需的技术进展很快，但我们还没到那一步。

这条克隆猛犸象的道路实际上是从亚洲象细胞开始的。这是因为亚洲象是现存的猛犸象的近亲，因此它们的基因组序列与猛犸象的基因组序列最相似。不幸的是，猛犸象和亚洲象并没有那么密切的关系。这两种谱系在500多万年前分道扬镳，在那段时间里，两种物种之间积累了大约150万次DNA变化。基因编辑技术可能有一天会让我们对生长细胞的基因组做出所有这些改变。但即使是当今最先进的CRISPR（定期间隔短回文重复序列聚集）分子也无法一次做出如此多的改变。同时进行编辑的记录目前由哈佛大学威斯研究所的乔治·丘奇（George Church）的实验室保持。他的团队在一次实验中对人类基因组进行了1300次编辑。虽然令人印象深刻，但他们的实验并不完全可以与巨大的反灭绝挑战相提并论，因为所有13,ooo个编辑针对的是基因组中3 ooo个重复拷贝中出现的同一个基因变化。此外，13,000次编辑比从亚洲象基因组复制粘贴到猛犸象基因组所需的150万次编辑要少得多。乔治的团队在使用基因组编辑工具制造猛犸象方面走得最远。乔治最近告诉我，他的团队使用CRISPR技术成功地用猛犸象的相应基因替换了50个亚洲象的基因。他们根据我们对这些基因的理解选择了这50个基因，重点关注那些可能有助于亚洲大象适应热带环境的基因在猛犸象曾经生活过的寒冷栖息地生存。

这就是目前的情况：在George Church实验室的培养皿中，编辑过的亚洲象细胞正在生长，在这些细胞中，已经完成了150万次编辑中的一小部分，这些编辑可以将亚洲象的基因组转化为猛犸象的基因组。这些不是猛犸象细胞，但它们比五年前的任何细胞都更接近猛犸象细胞。那么，这些细胞是两年后才会变成猛犸象的吗？考虑到亚洲象有18-22个月的妊娠期，两年的时间表显得尤为大胆。两年的时间意味着，在某个地方，亚洲象要么已经怀上了部分猛犸象胚胎，要么即将怀上。但这是不可能的，因为我们仍然没有弄清楚下一步。我们仍然面临着技术上的挑战，比如如何从亚洲象大小的生殖系统中获取卵子进行克隆，以及伦理上的障碍，比如如何解决圈养的亚洲象在身体和心理上的需求，以便成功繁殖。随着另一项直接出自科幻小说的技术——人工子宫的出现，我们或许能够完全避免用大象做“替身”。

最近，费城儿童医院的研究人员开发了一种他们称之为“生物袋”的东西——一种模仿子宫的无菌环境，在那里他们可以控制胎儿发育所需的激素和营养物质的输送。他们的目标是让这种生物袋帮助早产儿童。成熟的胚胎继续发展在一个自然的子宫环境，他们的结果是有希望的。2017年，八只羊羔在生物袋中正常发育了一个多月。然而，生物袋并不是为了完全取代子宫。妊娠至少105天，即正常妊娠的一半以上，转入生物袋。一个能够完全替代子宫的人造子宫仍然是一个幻想，但它将有利于防止灭绝（一些灭绝物种没有近亲属作为代孕母亲）和更广泛的保护——例如，通过提高圈养繁殖项目产生后代并释放到野生种群的速度。不过，就目前而言，活着的替代品是必不可少的，而我们距离猛犸象或其他同类的诞生还有两年多的时间。但我并不在乎我们是否离长毛象不远了，或者我们是否永远无法再造出和长毛象一模一样的东西。当栖息地或生态系统也在灭绝的时候，让灭绝的生物复活，我对此并不感到兴奋——这既没有必要，也不公平。

然而，让人感到兴奋的是，反灭绝所需的同样的技术可以帮助我们拯救那些尚未灭绝的物种。多亏了我们新的生物技术，我们现在有能力改变那些似乎注定要消失的物种的进化轨迹，拯救和振兴受到不断扩大的人类足迹威胁的生态系统，或努力适应地球不断变化的气候的生态系统。例如，可以将家养雪貂对森林鼠疫的抵抗力转移到黑脚雪貂身上，这些黑脚雪貂因为这种传入的疾病在其本土范围内正面临灭绝。或者我们可以转移耐热性因为海洋变暖而遭受痛苦的珊瑚种群，或者为白足鼠接种莱姆病疫苗，使它们不再将疾病传播给人类。我们甚至可能最终会把一些东西带回来。不是猛犸象或旅鸽，而是一个灭绝物种的某些特征、功能或方面，可以在其重建过程中恢复一些失去的生态系统功能，并让其他物种在今天的改变世界中茁壮成长。要使技术广泛用于保护环境，还有很多工作要做。一些技术还需要优化，以适应实验室中通常不存在的野生物种，而其他技术还不存在。然而，它们的潜力毫无疑问。

在接下来的章节中，作者将介绍反灭绝所必需的技术，描述我们今天能够实现的，可能即将实现的，以及我们可能永远无法克服的障碍。我们永远不会克隆猛犸象，但是，也并不为没有恢复灭绝的猛犸象感到悲哀。因为对于某些物种来说，我们还不算太晚。

总的来说，我们的目标不是创造怪物或诱发生态灾难，而是恢复物种之间的相互作用，并保护生物多样性。如果我们真的到达了一个科学有可能复活过去的时代，可能需要几年或几十年才能看到这项工作的结果。我当然希望我们不要一有不完美的迹象就转身而去，毁掉我们如此努力所取得的成就。当然，如果我们要在现实世界中为灭绝物种——或灭绝物种与现存物种的杂交物种——腾出空间，作为一个社会，我们必须改变我们的态度，我们的行为，甚至我们的法律。科学正在为复兴过去铺平道路。然而，道路将是漫长的，不一定是直接的，也肯定不是平坦的。

因此，本书的目标是提供一个反灭绝的路线图，从我们如何决定复活哪些物种或特征开始，穿过从DNA序列到生命体的迂回而经常令人困惑的路径，并以讨论如何管理一旦被释放到野外的工程个体的种群结束，用一种分离科学的方式来解释反灭绝出自科幻小说。反灭绝过程中的一些步骤，例如寻找保存完好的灭绝物种的遗骸，将相对容易完成。然而，其他的，如克隆灭绝的物种，可能永远不可行。作为一个积极参与反灭绝研究的科学家，作者的观点是一个热情的现实主义者，其认为，在很多情况下，反灭绝在科学和伦理上都是不合理的，但是，反灭绝技术有很大的潜力成为保护当今受到威胁的物种和栖息地的重要工具。

本书目录：

2020年版序言

第1章逆转灭绝

第2章选择物种

第3章寻找保存完好的标本

第4章创建克隆

第5章把它们养回来

第6章基因组重建

第7章部分基因组的重建

第8章创建一个克隆

第9章制造更多

第10章让他们自由

第11章我们应该吗？

致谢

备注

索引

邹娟武大生科院博士研究生