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这只体型娇小的实验小鼠,可能蕴藏着巨大的潜力。
据科洛萨尔生物公司(Colossal Biosciences)称,这种基因改造小鼠拥有卷曲的胡须和波浪状的浅色毛发,长度是普通实验小鼠的三倍,体现了多种类似猛犸象的特征。这家位于达拉斯的私营公司正致力于复活猛犸象和其他已灭绝的动物。
科洛萨尔公司表示,这种“长毛小鼠”将帮助科学家测试特定DNA序列与物理特征之间的联系,这些特征使大约在4000年前灭绝的猛犸象能够适应寒冷气候。
“这是验证我们复活已灭绝特征的方法,以及我们恢复目标的的重要一步,”科洛萨尔公司的首席科学官贝丝·夏皮罗博士(Dr. Beth Shapiro)在周二的新闻稿中说。夏皮罗目前正在休假,她同时也是加州大学圣克鲁兹分校的生态与进化生物学教授。
如何制造“长毛小鼠”
科洛萨尔公司表示,为了创造这种“长毛小鼠”,他们首先确定了猛犸象与其现存最近亲属——亚洲象之间的遗传变异。
然后,该公司的科学家们锁定了10个与毛发长度、厚度、质地、颜色和体脂相关的变异,这些变异与实验小鼠中已知的相似DNA变异相对应。
例如,科学家们针对一种名为FGF5(成纤维细胞生长因子5)的基因,该基因控制毛发生长周期,从而产生了更长、更蓬松的毛发。该公司在新闻稿中称,他们还改变了与毛囊发育和结构相关的三个基因的功能,以产生羊毛状的毛发质地、波浪状的毛发和卷曲的胡须。
其他目标基因包括MC1R(黑素皮质素1受体),它调节黑色素的产生,从而产生金色的毛发,而不是通常的深色皮毛,以及与体重变化相关的变异。
总的来说,该团队使用三种前沿技术,同时对七个小鼠基因进行了八处编辑。
科洛萨尔公司分享了一篇尚未发表的科学论文预印本,描述了这项研究,该研究尚未经过同行评审。
“我认为,在小鼠中同时编辑多个基因,并以此获得预期的羊毛状外观的能力,是非常重要的一步,”斯德哥尔摩大学进化基因组学教授洛夫·达伦(Love Dalén)说。达伦是科洛萨尔公司的顾问,也是该论文的合著者。
“这证明了科洛萨尔公司拥有进行这种基因编辑的诀窍,包括将猛犸象基因变异插入到不同的物种中。”
只是“可爱、毛茸茸的小鼠”?
伦敦弗朗西斯·克里克研究所干细胞生物学和发育遗传学实验室主任罗宾·洛弗尔-巴奇(Robin Lovell-Badge)表示,这篇未发表的论文中概述的研究在技术上令人印象深刻,基因变化精确而有效。
“我对这篇论文的最大问题是,没有任何内容说明经过改造的小鼠是否具有耐寒性——通过引入猛犸象中明显的特征——而这正是进行这项工作的理由,”洛弗尔-巴奇通过电子邮件说。
“就目前而言,我们得到了一些可爱、毛茸茸的小鼠,但对它们的生理、行为等一无所知。这并没有让他们更接近于了解他们是否最终能够赋予大象有用的、类似猛犸象的特征,而且我们学到的生物学知识也很少。”
自企业家本·拉姆(Ben Lamm)和哈佛大学遗传学家乔治·丘奇(George Church)于2021年创立科洛萨尔公司以来,该公司已筹集了4.35亿美元。
该公司计划通过编辑每个物种现存最近亲属的基因组,制造出一种在视觉上与已灭绝的祖先无法区分的杂交动物,从而复活猛犸象、渡渡鸟和袋狼,或称塔斯马尼亚虎。最终,该公司的目标是将这些动物恢复到它们的自然栖息地。
就猛犸象而言,该公司认为,拥有类似猛犸象的生物在北极地区缓慢行走,可以压缩积雪和草地,从而减缓永久冻土融化的速度以及这种脆弱生态系统中包含的碳的释放。科洛萨尔公司此前曾表示,预计将在2028年推出第一批长毛猛犸象幼崽。
怀疑论者认为,投资于该项目的巨额资金可以更好地用于其他地方。他们说,饲养和繁殖这些杂交动物可能会危及用作代孕母亲的现有动物。
“虽然我们对小鼠遗传学了解很多,但我们对猛犸象和大象的了解却少得多。目前尚不清楚基因组的哪些部分对于实现使大象适合在北极圈生存的特征至关重要,”谢菲尔德大学生物科学学院高级讲师托里·赫里奇(Tori Herridge)在一份由科学媒体中心分享的声明中说。“在小鼠等研究充分的动物中,与毛皮和脂肪相关的基因是显而易见的目标,但细节决定成败。”
“除非你决定进行每一次必要的编辑……在基因组中,否则你永远只会创造出任何已灭绝生物的粗略近似,基于对其外观不完整的想法。你永远不会‘带回’猛犸象,”她补充道。
实验室小鼠通常经过基因工程改造,具有某些特征,包括人类的特征,以便进行疾病和药物开发研究。
杰克逊实验室(The Jackson Laboratory)的首席科学家罗布·塔夫特(Rob Taft)通过电子邮件表示,这种“长毛小鼠”是“将小鼠作为模型系统的创新延伸,也是理解现已灭绝的动物生理学的一种创新方法”。杰克逊实验室是一家生物医学研究机构,帮助率先开发了人类化实验小鼠。
他最大的问题是科洛萨尔公司将如何将这项研究转化回大象。
“与小鼠甚至牛合作相对容易,”塔夫特说。“我们对这些物种的繁殖了解很多,辅助生殖技术已经非常成熟,并在这些物种中常规使用,但关于大象繁殖还有很多未知之处,辅助生殖技术在大象中的应用还不够发达。”
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