在经典电影「侏罗纪公园」里,科学家们通过恢复琥珀中冷冻的古代 DNA 使恐龙复活,并且利用从青蛙身上提取的基因来修补恐龙 DNA 中的漏洞。
如今,当科学家宣布造出「长毛猛犸鼠」时,吃瓜群众瞬间脑补出「冰河世纪」现实版,仿佛猛犸象的复活指日可待。
但真相可能要让期待猛犸象复活的人们失望了 ——
这或许是一场基因编辑的「剧本杀」。
近日,美国生物技术公司 Colossal Biosciences 宣布培育出「长毛猛犸鼠」,他们通过 CRISPR 技术精准编辑 8 个基因(7 个调控毛发,1 个控制脂肪代谢),
让小鼠毛发长度增加三倍,质地卷曲如羊毛,甚至皮毛颜色也被调整为金棕色。
图源:Colossal Biosciences 猛犸象与长毛猛犸鼠
猛犸象的「复活」计划
猛犸象,这种曾经在冰河时代称霸地球的巨兽,因气候变化和人类活动在大约 5000 年前灭绝。
然而,复活猛犸象并非易事。科学家从西伯利亚冻土中提取的 5.2 万年前猛犸象皮肤样本,
首次揭示了近乎完整的染色体三维结构。
通过 Hi-C 技术,研究者发现猛犸象与现代亚洲象的基因组相似度高达 99.6%,但 0.4% 的差异(约 140 万个碱基突变)决定了耐寒毛发、厚脂肪层等关键特征。
图源:Cell 封面 猛犸象古 DNA 研究
猛犸象和亚洲象的基因组之间存在大约 140 万个不同 DNA 片段,这些差异影响 1600 多个基因,使它们在皮肤、毛发生长、脂肪储存、新陈代谢和温度适应性方面存在差距。
美国芝加哥大学的文森特 · 林奇 (Vincent Lynch) 团队在实验室将猛犸象和大象的 TRPV3 基因植入人体细胞,并暴露在不同温度环境。
结果显示,猛犸象的 TRPV3 基因比大象基因具有更低的热量变化响应。他们计划通过这项研究逐步改变大象细胞,使其更接近猛犸象。
乔治 · 丘奇 (George Church) 教授也曾进行类似实验,他基因改良大象细胞,使其包含 14 个具有耐寒性的基因,并声称这将是编辑整个猛犸象基因组的开始。
乔治 · 丘奇 (George Church) 是基因编辑领域的传奇人物,
他在 2017 年被《时代》杂志评为全球最具影响力的 100 人之一,并且被选入国家科学院和国家工程院。
2019 年,丘奇联合创立了 Colossal Biosciences 生物科技公司,致力于物种复兴和濒危物种保护。
图源:WIKIPEDIA 乔治 · 丘奇
虽然基因编辑技术能够在一定程度上模拟猛犸象的特征,但要实现完整生物体的复活,仍面临诸多挑战。
Colossal 公司的核心策略是「基因修补」:将猛犸象特有的耐寒基因(如 UCP1、KRT77)嵌入亚洲象基因组,制造名为「猛象」(Mammophant)的嵌合体。
2024 年,团队成功诱导亚洲象皮肤细胞成为多能干细胞(iPSC),并通过抑制抗癌基因 TP53(亚洲象有 29 个拷贝)克服了重编程障碍。
然而,代孕母象 22 个月的妊娠期和人造子宫技术的缺失,让胚胎发育成为最大瓶颈。
图源:biorxiv 丘奇团队代表性研究
乔治 · 丘奇团队发现猛犸象和亚洲象在基因组上存在显著差异,这些差异可能与猛犸象的北极适应性和亚洲象的抗癌能力有关。
亚洲象拥有 29 个 TP53 基因副本,赋予其强大的抗癌能力。研究团队对这些基因进行敲除实验,以研究其在 DNA 损伤响应中的作用。
研究团队在亚洲象引入猛犸象特有的非编码删除片段,以模拟其在北极环境中的适应性变化。
编辑后的亚洲象细胞在基因表达上表现出与猛犸象相似的特征,特别是在与心脏发育、毛发和皮肤功能以及脂质代谢相关的基因上。
图源:biorxiv 丘奇团队代表性研究
Colossal 公司成功诱导亚洲象皮肤细胞成为多能干细胞(iPSC),突破了基因编辑的瓶颈。
首先通过化学诱导将体细胞部分重编程为中间状态(emPRC),然后通过过表达关键转录因子(如 OCT4、SOX2、KLF4、MYC 等)完成重编程过程。
为了克服亚洲象细胞重编程过程中的障碍,研究团队还对 TP53 基因进行了调控。
不过,代孕母象的妊娠期长达 22 个月,且人造子宫技术尚未成熟,复活计划仍面临巨大挑战。
猛犸鼠的诞生
Colossal 公司计划通过对猛犸象和亚洲象基因组的比较分析,找到关键的基因突变,然后利用 CRISPR 基因编辑技术将这些突变引入亚洲象的胚胎中。
为了验证这一理论,Colossal 的研究团队决定先从小鼠入手。
2025 年 3 月 4 日,他们在预印本平台 bioRxiv 上发表了一篇题为《Multiplex-edited mice recapitulate woolly mammoth hair phenotypes》的研究论文。
在这项研究中,团队通过 CRISPR 技术,敲除和引入了与毛发发育、质地、长度和颜色相关的关键基因,成功培育出了具有猛犸象长毛特征的小鼠。
图源:biorxiv 丘奇团队长毛特征小鼠研究
研究者敲除了小鼠的 Fgf5 基因,使毛发生长时间延长了 3 倍,从而拥有了更长的毛发。此外,还敲除了 Fam83 g、Fzd6 或 Tgm3 基因,让小鼠的毛发变得蓬松、卷曲。
看似微小的基因编辑,却让小鼠的外观发生巨大变化。这些小鼠的毛发不仅更长、更密,还呈现出波浪状,甚至颜色也与猛犸象相似。
研究人员还调整了与脂质代谢相关的基因,模拟猛犸象适应寒冷环境的特性。目前,这些「猛犸鼠」还处于实验阶段,研究人员正在评估它们的健康和耐寒性。
但别误会,这可不是「迷你猛犸象」!
科学家只是用哺乳动物通用的毛发基因玩了一场「乐高拼装」。例如,敲除 Fgf5 基因延长毛发生长周期,修改 Krt27 基因模拟猛犸象的波浪形毛发,而突变的 FZD6 基因则让毛发蓬松如绒。
这些操作更像是一次「基因美发沙龙」,
与真正的猛犸象基因组仅有微弱关联 ——10 个编辑基因中,7 个在猛犸象身上并无对应突变。
图源:Colossal Biosciences 基因编辑小鼠拥有淡色毛茸毛发
除此之外,公司团队还在进行复活渡渡鸟等项目,他们利用基因编辑技术,在鸡的基因组中引入了渡渡鸟的基因突变,孵化出嵌合体雏鸡。
图源:Colossal Biosciences 渡渡鸟项目
当科学遇上道德:潘多拉魔盒已开?
Colossal 公司宣称,猛犸象群能踩实冻土、促进草原再生,从而封存二氧化碳。但伦理学家尖锐指出,这种「替代生态学」如同给漏水的泰坦尼克号贴创可贴。