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生物通官微
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跳动的脉搏
我是一只孤独的母猛犸象
【字体: 大 中 小 】 时间:2008年12月23日 来源:中国科技网
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本报记者 朱芙蓉
“唉,重返地球可不是我的选择。”我嘟囔着翻开日历,今天是公元2025年11月26日,我的3岁生日。“可是我并不高兴”。在重返地球的一千多天里,我忍受了前所未有的孤独。语言不通和水土不服也一直伴随着我。尤其是这温暖的世界,再也不是我记忆中那个冰雪覆盖的白色星球了,炎热让我备受煎熬。
对了,忘记介绍我是谁了。给你看看我的简历——姓名:长毛猛犸象;性别:女;年龄:3岁;籍贯:地球某实验室。据说,人类科学家们做了几十年的实验,经历了无数次的失败才把我“生产”出来。我还清晰地记得3年前离开非洲象“母亲”子宫时看到的那一幕——人类科学家们疯狂地拥抱和大笑,因为我又回来了!
———最大的象———
我从远古走来
我们猛犸象曾经是地球上最大的象,生活在距今300万年至1万年前的第四纪冰川时期。由于穿着有肥脂夹层的黑色长毛外套,在地球北半球高寒地带的草原和丘陵上玩耍时,温度刚刚好。
我祖上与人类的关系很好。450万年—300万年前,人类刚开始学习直立行走那会儿,我们一起进化,和平共处。可是自从4万—5万年前人类学会了使用火攻和集体作战,我们的关系就破裂了——他们疯狂地杀害我们,吃掉我们!所以,大约1万年前,我在地球上的同伴越来越少,那些躲到北极的同胞在3000年—4000年前也因为各种原因灭绝了。听说,那时的人类在造金字塔,当然,埋葬在里面的不是我们。
闷得发慌,我在科学家为我修建的“冰河公园”里独自溜达,忽然冒出去图书馆查看身世的念头。果然,输入“克隆猛犸象”的关键词后,巨大的电子阅读器立即显示出一大堆我出生之前的信息,揭开了我的“身世之谜”……
———“复活”之路———
正确复原基因组
我的同胞死后,留下了不少化石。人类科学家们甚至还在西伯利亚永久冻土带中找到了他们的完整尸体——这可帮上了大忙,因为这样就有可能找到我们活着的DNA。不过,几万年的冰冻已经让我们的DNA有了不同程度的降解或者破坏,重新连接起来可不是一件容易的事情。
人类真是有毅力。早在1994年就有两个研究小组费尽周折提取出了我们的DNA。不过那时技术水平不高,只提取出了一些短小的片段。过了十几年,到了2008年,美国科学家用一团来自数万年前死亡的长毛猛犸象毛发,成功破译出猛犸象70%的基因组,一共有41.7亿个核苷酸碱基。
不过,他们虽然把断裂的、降解的、破碎的DNA拼凑出了一幅基因组图谱,但是里面隐藏的许多错误和突变就无法估量了——要知道,任何一个环节的错误,都可能导致“复活”失败。
下一步,科学家把辛苦得来的DNA链条压缩,拧成麻花状的染色体。说到这,我得批评一个名叫“Y”的染色体,它就会惹麻烦。因为它个子太小,太难分离,科学家怎么也选不出合适的“Y”,最后干脆放弃了它,选用了一个叫“X”染色体的大个子。这下我算弄明白了,是麻烦的“Y”和图省事的科学家,共同把我变成了“女性”。
合成DNA真贵
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。他们就用A、T、G、C四种核苷酸碱基作原料,开动机器,合成我长长的DNA链条。
在此之前,他们合成过拥有50多万个核苷酸碱基的细菌基因组,可我的基因组DNA有40多亿个呢!就算按照我远房亲戚56个染色体的数目算,我的每条染色体上差不多也有1亿个核苷酸碱基。要人工合成这条链,让它不断裂、不突变、不降解,确实花了科学家很多时间和金钱——听说1美元才能合成我DNA上的1个核苷酸碱基。
包装在一个细胞核里
听说,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。所以,科学家们合成了我的基因组染色体后,又把它导入进一个细胞核。搞不明白的是,虽然大象是我的远房亲戚,但科学家却选择了青蛙的细胞核来包装我的染色体,说是更容易操作。无论如何,这一步总算完成了。
进入母象“妈妈”的卵子
接下来,科学家要把包装好的细胞核植入母象的卵子细胞内——这母象很可能成为我伟大的代孕“母亲”。可问题又来了——她们没有那么多卵子供科学家实验啊。
一头母象每四个月才排卵一次,每次只排出一个成熟卵子,一旦怀了孕、生了小象,在五年的哺乳期里都不会排卵。难道收集工作就要持续几十年?
我就知道科学家们没有这么多耐心,他们开始收集母象卵巢中没有排出的未成熟的卵细胞,打算直接在体外培养成熟。他们最终成功地将母象的卵巢移植到其他更易操作的动物身上,并成功地获得了成熟的卵子。
进行细胞核移植
收集到了足够的大象卵子,接下来就是细胞核移植。科学家把大象卵子细胞中原有的细胞核取出来,再将包装好的猛犸象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。然后,这个早期的胚胎经过2.5米长的母象生殖道,终于进入了母象的子宫。
整个过程中,幸运都一直伴随着我。我的囊胚顺利发育出胎盘,和妈妈的子宫建立起良好的母胎循环,科学家大大地松了口气,他们不需要再做什么努力了,就静静等着我的出生。
在非洲象妈妈的子宫里,我一天天地长大。妈妈太伟大了,科学家们也精心地照顾着她。于是,三年前的11月26日,我来到了这个温暖的地球。
在图书馆待太久了,脖子有些发酸。踱出图书馆时,我一直再想,究竟这么复杂地把我又弄回到这个世界是为了什么?至少现在我一点儿也不快乐啊。整天闷在这公园里,就认识这些科学家和前来参观我的人类。我没有兄弟姐妹可以玩耍,虽然有妈妈,可是我的爸爸是谁呢?地球已经变得温暖了,科学家说我的老家西伯利亚也不像从前了,可我始终穿着这黑色的厚外套,时时处于中暑状态……
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科学家计划复活远古猛犸象
目前,科学家们已拟订了一项价值1000万美元的复活猛犸的计划草案。“当然,这只是很小的一步,整个工程如果在未来的10—20年内完成,我会感到很吃惊的”。作为这篇论文的联合撰写人之一,斯蒂芬·舒斯特发表了自己的看法。
这次,他领导的小组选择从猛犸的毛中,而不是像科学家寻常选择的骨骼中提取DNA样本。在西伯利亚冻土层中保存完好的样本为他们提供了绝好的材料来源。
科学家们找到了20个猛犸的毛样本。在这些毛标本发现之前,科学家们发现的DNA样本往往由于年代过于久远,受细菌、病毒等侵害而变得面目全非,相比之下从毛中提取的DNA样本洁净许多。舒斯特甚至还认为在不久的将来,人们有望复制出任何10万年前已灭绝的生物,“只要它们被完好地保存在冻土层里,并且是有毛的”。
接下来,则全仰仗基因序列测定以及合成生物学领域内的最新技术。研究小组相信,一旦他们掌握了猛犸的基因组,他们就可以对现代大象卵子进行基因改变,经过几轮改变使其变成类似于古代猛犸的卵子,并将得到的卵子重新植入现代母象的体内。最后,这种远古时代巨型生物的身影将有望重现西伯利亚。
舒斯特认为,这种方式可能是目前最可能重新复活猛犸的方法,因为掌握猛犸的基因组并不是一件难事,而且凭借他们破译了其中的80%基因组,猛犸与现代非洲象非常接近,差异只有大约20%。
舒斯特在发表关于复活猛犸的论文时同样对复活其他物种发表了看法。他认为随着新的基因序列检测技术的发展,自然博物馆在未来将成为科学家们获得古生物DNA的金矿,从蹄子到羽毛、犄角,任何生物遗留物都可能为他们找到完整的古代生物基因序列提供资源。除了动物之外,复制古代人类也有了可能。
■新闻缘起
近日,美国科学家称,他们用一团来自数万年前死亡的长毛猛犸象的毛发,成功破译出猛犸象80%的基因组。这项研究,印证了一万年前灭绝的猛犸象与今天的大象是近亲的观点,更有助于重建灭绝动物的基因组,有望让早已灭绝的猛犸象成功克隆“复活”,相关研究近日发表在英国《自然》杂志上。