科普 |《又见猛犸象》：基因编辑技术开启人类关键转折

全景还原猛犸象复活历程，基因编辑技术给未来无限可能。

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一种曾经徜徉于永久冻土地区的史前巨兽，它们很可能因为人类祖先的到来而最终走上灭绝，缺少了它们的冻土变得不稳定。今天，在全球变暖的大背景下，我们能否利用基因技术让它们再现世间？本·莫兹里奇的《又见猛犸象》，为我们介绍了一群为此而努力的科学家，以及其中不为人知的故事。

一、为什么要复活猛犸象

大约一两万年前的冻土，不像今天的西伯利亚那样长满了苔藓和地衣，而是到处都是茂盛的草丛，以及巨型动物。这些巨型动物生活在当时世界上最大的生物群落中，它们不断地踩踏和翻腾大地的表层，它们掀开泥土，让脚下的泥土暴露在更寒冷的空气中，使得冻土保持着长期冰冷的状态。

今天，随着工业文明的不断发展，越来越多的二氧化碳被排放到了空气中，导致了全球气候的变暖，北极地区变暖的速度比其它地区高出了两倍。在这种情况下，永久冻土地区有很大的可能会融化。冻土中封存着丰富的二氧化碳和甲烷，一旦冻土融化，这些气体就会逐渐释放出来，跟着带出来的是惊人的碳量，比焚烧掉地球上全部森林还要高出三倍！冻土的融化会加速气候变暖，而气温升高又将进一步推动冻土融化，这将形成恶性循环，导致全球持续变暖的灾难性后果。所以，现在的当务之急，是要阻止冻土融化，锁住冻土里的碳。

早在1988年，俄罗斯的科学家兹莫夫就开始了有关研究。他在西伯利亚一个160平方千米的保护区内，用拖拉机、打桩机、推土机，甚至是收购来的二战时期的坦克，来模拟巨型动物行为造成的结果。他在雪地里凿洞、敲碎树木、翻起地衣和苔藓，用坦克的重压模拟动物的踩踏效果。他成功地将这片区域的平均气温降低了9摄氏度。兹莫夫充分地证明了巨型动物的存在能够维持冻土地带的稳定。这就意味着，如果复活了猛犸象等巨型动物，让它们回归到原本的生态环境中，人类也许能够找到解决冻土融化问题的方案。

二、组建复活猛犸象的科学家团队

乔治•丘奇是全球生物技术领域的泰斗，同时也是美国科学院和工程院的双料院士，而且在哈佛大学和麻省理工学院两所顶尖学校均有教授职位。在基因技术上，丘奇是世界顶级专家。他决定开张复活猛犸象的工作。他的思路是以当代大象为蓝本，以基因工程技术改造，植入猛犸象基因，来复活它。

2012年，他决定启动这个项目。作为这个项目的召集人，丘奇必须负责统筹全局，他需要足够强力的帮手。经过反复思考，丘奇选定杨璐菡直接负责这个项目。杨璐菡参与了丘奇实验室中的猪器官移植项目，既是丘奇的得力门生，又是一位心怀天下的年轻学者。面对能改善全球生态问题的复活猛犸象项目，杨璐菡自然不会拒绝。

接下来，邱奇要为杨璐菡配备队员。

第一位队员是鲍比•达德，一位毕业于加拿大麦克马斯特大学的博士，他在博士期间致力于研究裸鼹鼠。他拥有对哺乳动物细胞丰富的知识、独特的见解，以及良好的实验操作技能，仍然获得了丘奇实验室的工作机会。

第二位队员是马戈•门罗，一位毕业于波士顿大学的生物医学工程学的博士，聪明而讨人喜欢，有足够的能力承担这项任务。

最后一位入选的队员是贾斯廷•奎恩，一位自学成才并且热情洋溢的科学家。

到2013年初，复活猛犸象的研究团队组建了起来。

三、这个团队要怎样去复活猛犸象

首先，要确定研究目标。或者说，要做到什么程度，才算是复活了猛犸象。

团队确定了猛犸象的13项基本特征，其中有4项被认为是最重要的。为了获得这些特征，每个人都领到了任务。鲍比和马戈负责联系动物园寻找大象样本；杨璐菡全力寻找完整的猛犸象基因组，并收集研究基因序列；奎恩则负责设计和准备基因编辑技术的所有组件。

此外，一位名为杰克•沃尔顿的生物学博士作为临时的队员加入了这项工作，他的工作是获得大象新鲜的胎盘，以便团队可以从中获得活的胚胎干细胞。2013年4月，小象出生，冒着被大象攻击的风险，沃尔顿得到了胎盘，足够新鲜。

但大象的干细胞似乎非常懒惰，不肯分裂。另一个问题是，分裂中的细胞还会逐渐衰老。这意味着，无法长期培养某一群细胞。

必须要打破细胞枷锁，获得停止衰老、不断分裂的干细胞。

四个称为山中因子的基因是解决问题的关键。团队尝试在大象的细胞中嵌入山中因子，诱导形成了可以持续分裂的细胞团。

接下来就是植入猛犸象的基因。这些基因被分别植入到不同的细胞中，培养形成细胞团，以验证基因的功能。最终，从2013年到2016年末，研究团队获得了14个类器官，包括猛犸象的血红蛋白、皮下脂肪、耳朵细胞和尾巴细胞等。技术验证已经完成，研究已获得初步成功。

但也许还要好多年你才能见到复活的猛犸象徜徉在冻土带。因为基因需要被组合到同一个细胞中，这需要时间。让细胞发育成小象，小象成年，直到它产下第一头小猛犸象，才有一个真正的可以繁殖的猛犸象家庭才算出现。这都需要时间。而让小群猛犸象在野外适应北极地区的环境也需要时间。研究过程中每前进一步都会带来令人振奋的消息，同时，也困难重重。

不过，希望已经产生，猛犸象的回归，可以期待！

也许未来某一天，在西伯利亚的冻土带驱车旅行的时候，我们能够看到高高的野草，能够看到成群迁徙的猛犸象，还有那宏伟的大角鹿……我们期待着那些曾经被送走的巨兽们，再次回到这个星球。

解读 | 冉浩

动物学者，特聘研究员，蚁网站长，作家，中国科普作家协会会员，科学松鼠会成员。研究方向为社会昆虫学和古生物学。与周善义教授等合作，完成了我国蚁学家首次对本土蚂蚁物种资源的系统整理。已发表SCI论文16篇，CN期刊文章超过600篇，出版图书多部，代表作为清华大学出版社出版的《蚂蚁之美》。

播音 | 张煜

策划编辑 | 陈艳

音频编辑 | 陈子夫