提供公正平台   创造宽容环境

WELCOME TO SCIENCEHUMAN.COM  科学人  网站

树育健康心态   共谋高尚事业

科学热点
科学新论
专家论坛
科学观察
科学讨论
科学杂谈
科学轶趣
科学成果
科学论文
 
 

 复活猛犸象面临三大技术难题


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2005-12-31

  

猛犸象化石
猛犸象的复活计划再次被郑重提上日程

  新闻背景
  猛犸象复活提上日程
  12月19日,一个国际科学家小组宣布,他们将计划利用基因技术让一万多年前就已经灭绝的猛犸象“重现地球”,猛犸象复活计划再次被郑重提上日程。
  一直以来,几位日本和俄罗斯的科学家始终致力于猛犸象的研究,并希望有一天能利用现代克隆技术将猛犸象复活。俄罗斯科学家早在1989年就着手在西伯利亚建立“更新世公园”,重现猛犸象所存在的冰河时期的生态环境,日后这里将成为猛犸象的侏罗纪公园。
  目前这个国际科学家小组称,他们通过对从一具冰冻的猛犸象骸骨中提取的DNA样本分析,已破译了大约3000万个“字母”的遗传密码,尽管这只相当于全部遗传密码的1%左右,但他们宣称只需一年时间就有可能完成猛犸象所有基因密码的破译工作,为“复活”猛犸象提供必要的基因基础。国际科学家小组成员、宾夕法尼亚州立大学斯蒂芬妮·舒斯特博士在《科学》杂志上宣布了他们最新研究成果。尽管对于猛犸象的复活,质疑声一直不断,但是成功破译猛犸象遗传密码显然已经重新燃起科学家对克隆猛犸象的兴趣。
  猛犸象复活面临三大难题
  复活猛犸象的可能性究竟有多大?中科院遗传与发育研究所研究员许执恒认为,不排除这种可能性的存在,但是依照目前的生物技术发展来看,复活猛犸象还只能是一个“概念股”,要让猛犸象“重现地球”依旧难题多多。
  难题一:提取完整的DNA
  确保从冰冻的猛犸象遗骸中提取到DNA,而且DNA要保持原有的活性,这是复活猛犸象的首要前提。“现在提取DNA已经没有问题了。”许执恒说,“但是有一个难点是DNA信息保存的完整性。”
  猛犸象已经灭绝一万多年了,从冰冻的遗骸中可以把基因一段一段地提取出来,但是想拼凑完整可能性不大,可能很多基因片段都已经丢失。对于生物体来说,相当多的基因对于个体的存活都是非常必要的,如果一个基因破损了,就可能威胁个体的生存。
  虽然现在猛犸象的基因密码破译工作进展十分顺利,但是仅仅破译了基因密码对于复活没有太大的帮助,只是有利于了解猛犸象的分类、外形甚至食性等。在现代动物中找到猛犸象的近亲,但是想复活的话,还是需要取到完整的细胞核。比如,目前来说比较成熟的克隆羊技术,都是因为能取到完整的细胞核放到受精卵中,然后克隆,光靠基因完成克隆是不太可能的。
  许执恒给我们设想了一个场景,如果非常万幸的,上万年前,一头猛犸象,在冰天雪地的西伯利亚,突然受了点外伤,从此被一直冰冻在地下,DNA没有发生任何变质和损伤。这样提取到细胞核来做复活还是有可能的,如果细胞核受到损伤,复活的可能性就非常小了。
  难题二:细胞核移植的技术难题
  克隆的基本过程是先将含有遗传物质的供体细胞的核,移植到去除了细胞核的卵细胞中,使两者融合为一体,然后促使这一新细胞分裂繁殖发育成胚胎,当胚胎发育到一定程度后,再被植入动物子宫中,使动物怀孕。这样,便可产下与提供细胞者基因相同的动物。
  具体地说,要想通过克隆来复活猛犸象,有了完整的细胞核,接下来就是要找到匹配的卵细胞。许执恒说,可以在现代动物中找到和猛犸象血缘关系最近的近亲,比如非洲象,提取雌象的卵细胞,然后把猛犸象的细胞核移植到卵细胞中,这个过程也需要经过相当长的努力。
  难题三:借腹怀胎难以控制排斥反应
  新的细胞分裂发育成胚胎后马上面临的就是为猛犸象找到合适的“代孕妈妈”,把胚胎种回母体子宫。因为猛犸象已经灭绝,只能借腹怀胎,这实际上类似于现代的异种动物克隆。
  世界上第一只克隆羊“多利”诞生后不久,中国科学院动物研究所生殖生物学国家重点实验室研究员陈大元就提出了异种克隆动物的设想,把A种动物体细胞的细胞核移植到B种动物的去核卵细胞中,让B种动物生出A种动物。目前陈大元正在积极地利用异种克隆技术拯救濒危动物,他也是我国克隆大熊猫专项首席科学家,1997年3月就率先提出了“克隆大熊猫”的设想。在异种克隆研究领域,目前国际上仅有印度野牛和欧洲盘羊取得成功。
  为猛犸象找到合适的“代孕妈妈”后,面临的最大难关是如何让猛犸象胚胎在“代孕妈妈”子宫内着床、发育直至顺利生下猛犸象。对于移植过来的胚胎,母体势必会产生免疫排斥反应,这也是目前无法解决的问题。许执恒解释,这就好比器官移植一样,需要通过免疫排斥药物抑制排斥反应,更何况移植的是一个已经发育完好、功能正常的完整器官,但是胚胎还需要在母体中进一步分化,如果受到母体的排斥就很难存活,还没有形成器官就已经被消灭掉了。
  前景:恐龙有可能出现在我们面前
  猛犸象的复活计划现在看来还只是迈出了一小步,还有很长的路要走,面临的困难也非常多。但是如果能通过克隆技术成功复活猛犸象,对于拯救濒危动物是非常有利的,也是一大突破性进展。有专家称,克隆技术可能成为濒危物种延续种族的唯一希望。“也许到时候那些早已经远离我们的古生物,比如恐龙等都将出现在我们面前。”许执恒说。
  专家简介
  许执恒,中科院遗传与发育研究所研究员

  [北京科技报]

 

相关报道

两组科学家检测猛犸基因结果大相径庭引争论

  科学家终于对最近一次冰川期中最著名的动物有了一个最为全面的了解。日前,一个由多国科学家组成的研究小组报告说,他们利用一项新的技术,对一只冰冻了27000年的西伯利亚猛犸进行了基因测序,一共涉及了细胞核与线粒体脱氧核糖核酸(DNA)中的1300万个碱基对。几乎就在同时,另一个研究小组则宣称,他们通过将常规方法提速,测定了一只猛犸的全部线粒体基因组。然而这两组科学家得出的结果却大相径庭,这引起了科学家的争论。

  猛犸又名长毛象,因全身长满耐寒的长毛而著称,已于约1万年前灭绝,今天的非洲象和亚洲象是其近亲。多年来,科学家一直想找到猛犸的基因物质,以便深入分析它和大象的亲缘关系。而西伯利亚冻土带下保存的猛犸遗体,使这种研究成为可能。远古的DNA为人们了解那些早已消失的动物、植物甚至人类敞开了一扇大门。尽管研究人员曾经对一部分远古DNA进行过测序,但是大多数样品由于破损或污染严重而难以得出有意义的科研成果。一件采自距今27000年前的猛犸样品却保持了很好的特征。为了得到它,加拿大汉密尔顿马克马斯特尔大学的进化遗传学家亨德瑞克·珀易内尔,从一只发现于西伯利亚永久冻结带中的长毛猛犸体内提出了骨髓。西伯利亚漫长寒冷的冬季和短暂、凉爽而干燥的夏季为DNA的保存提供了理想的环境。

  珀易内尔将这件富含DNA的样品送到了美国宾夕法尼亚州立大学的遗传学家斯蒂芬·C·斯考思特尔的实验室,后者正在使用一种由斯坦福大学的科学家与康涅狄格州布朗福德市454生命科学公司共同研制的新型基因组测序装置。这种快速且大范围的基因测序技术避免了在对DNA进行放大和测序之前需要将其嵌入细菌的步骤,从而防止了扩大来自于拷贝大量源于细菌或人类的污染物DNA而产生的偏差的可能性。

  初步的分析显示,这是一只雌性猛犸,它与现代非洲大象共享了98.55%的DNA,研究人员最近在美国《科学》杂志网络版上报告了他们的研究结果。然而根据远古DNA研究先驱——德国莱比锡马普学会进化人类学研究所的斯文特·珀伯的研究结果,猛犸显然与亚洲象的亲缘关系更近,这一发表在英国《自然》杂志网络版上的结果是由一项规模较小的涉及17000个线粒体碱基对的研究得出的。

  由于彼此的研究结论差异太大,两个研究小组都批评了对方的成果。加拿大和美国科学家反复强调,一个生物最主要的遗传信息是保存在染色体中,线粒体中的基因组不具有代表性。德国科学家则认为,他们得到的线粒体基因组序列是完整的,而加拿大和美国研究小组得到的基因组序列是“破碎”的。珀易内尔的研究小组所使用的技术“产量”很高,因此专家预测它将很快用来测定灭绝动物的全部基因组。美国宾夕法尼亚州立大学的进化生物学家布莱尔·赫德吉斯认为,“这篇发表在《科学》网站上的论文所使用的‘下一代’基因测序装置将为远古DNA研究领域带来一场革命。”而珀伯则表示,细胞核DNA的测序工作“真的很棒——远古DNA的研究方式正在向着我们所使用的细胞核基因组技术迈进”。

  [科学时报]

 

 

 

 

 

 

   

 

 

诚信为本

经商做人

 

北京鼎正环保技术开发有限公司

anbaoe@public3.bta.net.cn

 


 

快速污水处理系统,可以有效地氧化分解污水中生物菌群难以氧化的含苯类有机物、氰化物、氨氮化合物等各种严禁直排江河的具有高度污染性的物质。适宜于处理化肥、农药、制药、印染、制革、化学合成、电镀、石化、焦化、微电子等各个行业排放的各种污水。

Tel:010-62063238

anbaoe@public3.bta.net.cn

 


 

自来水、循环水消毒系统改造,通过安装次氯酸钠发生器设备可以取消不安全的液氯消毒方式,更能保障饮用水有利人体健康。

Tel:010-62063238

anbaoe@public3.bta.net.cn

 


 

 

 


 

Copyright© sciencehuman.com,All rights reserved.

科学人网站工作部暨北京鼎正环保技术开发有限公司 联合主办
电话:010-62063238   E-mail:welcome@sciencehuman.com 


 

http://www.sciencehuman.com      科学人  网站