美國新創生技公司Colossal Biosciences宣布了他們復活恐狼的突破性研究,更登上了《TIME》雜誌封面,引起不少關注。恐狼(Aenocyon dirus)是生活於12萬至1萬年前(更新世晚期至全新世早期)的一種犬科動物,身高約100公分,體長約180公分,曾廣泛分布於南、北美洲地區。此次Colossal Biosciences的研究團隊從11,500年前的恐狼牙齒以及72,000年前的頭骨中提取DNA序列片段。由於化石殘留的DNA往往隨時間久遠而分子產生改變與裂解(估計DNA最久可保存約100萬年),要得到完整且高品質的DNA序列難度高。本次團隊對這些DNA樣本進行高通量定序(deep sequencing),大幅提升序列的準確度,獲得了比以往其他恐狼研究還要高品質的DNA序列資料(>500倍覆蓋度)。他們從中篩選出具有意義的基因序列,作為後續基因編輯的基礎。
由於DNA必須要有細胞作為載體才有辦法發揮功能,研究團隊選擇了恐狼的現存近親物種之一的灰狼(Canis lupus)的細胞作為恐狼的基因載體。然而,這次的實驗並非真的把恐狼的所有DNA都置入灰狼的細胞內。灰狼的體細胞核內擁有39對染色體,染色體上總計約有 2 萬個編碼基因與近 9,900 個非編碼基因。就如前面所述,要從化石中取得完整的DNA序列是一項不容易的事情,加上整體基因數量龐大,因此研究團隊採取精選策略,只挑了其中14個灰狼基因修改成恐狼基因(修改一個基因可能需要花數週至數月的時間),來達到少許工程但又能讓基改生物外貌看似恐狼。
編輯的14個基因中,除了LCORL基因以外,目前Colossal Biosciences公司尚未公布其餘13種基因名稱,但可能包含控制毛色、胚胎發育、肌肉發育等相關基因。LCORL基因的功能主要就是控制骨骼發育。
研究團隊選用灰狼的血細胞作為這次的基因編輯標的。在採灰狼的血液樣本之後,將其中帶有細胞核的白血球分離出來,藉由近年最常運用的CRISPR/Cas9基因編輯技術將合成好的恐狼基因序列與原本灰狼染色體20個基因座(locus)上的14個同源基因做替換。隨後將編輯完成的血球細胞株的細胞核取出,轉移入無核的灰狼卵子內,促使其發育成胚胎。
這項實驗最終成功誕生了三隻外型酷似恐狼的基改寶寶,通體雪白,其中兩隻分別命名為羅穆盧斯(Romulus)和瑞摩斯(Remus),靈感來自羅馬神話的雙胞胎兄弟,於2024年8月1日時誕生;第三隻則是2025年1月31日誕生,叫做卡麗熙(Khaleesi),靈感來自《冰與火之歌》。
那麼,這些狼寶寶真的是恐狼嗎?
雖然Colossal Biosciences公司將本項研究稱為「去滅絕」(de-extinction),也就是復活已滅絕生物的過程,但實際上,他們只從上萬個基因中選取14個基因做修改而已,意思是狼寶寶仍有99.9%的基因還是灰狼的。換句話說,牠們其實是一種外表可能看似恐狼的基改生物,而非真正的恐狼本尊。
儘管復活恐狼的說法或許有誇大之嫌,但這項技術突破無疑為合成生物學開創了新的里程碑,其重要性不亞於當年複製羊桃莉的誕生。
水也佑 編
圖一:恐狼復原圖,感謝Erwin S. Christman提供
圖二:復活的「恐狼」寶寶,感謝Colossal Biosciences提供
參考影片:https://www.youtube.com/watch?v=d-8QESMOxe8
參考資料:
https://colossal.com/
美國新創生技公司Colossal Biosciences宣布了他們復活恐狼的突破性研究,更登上了《TIME》雜誌封面,引起不少關注。恐狼(Aenocyon dirus)是生活於12萬至1萬年前(更新世晚期至全新世早期)的一種犬科動物,身高約100公分,體長約180公分,曾廣泛分布於南、北美洲地區。此次Colossal Biosciences的研究團隊從11,500年前的恐狼牙齒以及72,000年前的頭骨中提取DNA序列片段。由於化石殘留的DNA往往隨時間久遠而分子產生改變與裂解(估計DNA最久可保存約100萬年),要得到完整且高品質的DNA序列難度高。本次團隊對這些DNA樣本進行高通量定序(deep sequencing),大幅提升序列的準確度,獲得了比以往其他恐狼研究還要高品質的DNA序列資料(>500倍覆蓋度)。他們從中篩選出具有意義的基因序列,作為後續基因編輯的基礎。
由於DNA必須要有細胞作為載體才有辦法發揮功能,研究團隊選擇了恐狼的現存近親物種之一的灰狼(Canis lupus)的細胞作為恐狼的基因載體。然而,這次的實驗並非真的把恐狼的所有DNA都置入灰狼的細胞內。灰狼的體細胞核內擁有39對染色體,染色體上總計約有 2 萬個編碼基因與近 9,900 個非編碼基因。就如前面所述,要從化石中取得完整的DNA序列是一項不容易的事情,加上整體基因數量龐大,因此研究團隊採取精選策略,只挑了其中14個灰狼基因修改成恐狼基因(修改一個基因可能需要花數週至數月的時間),來達到少許工程但又能讓基改生物外貌看似恐狼。
編輯的14個基因中,除了LCORL基因以外,目前Colossal Biosciences公司尚未公布其餘13種基因名稱,但可能包含控制毛色、胚胎發育、肌肉發育等相關基因。LCORL基因的功能主要就是控制骨骼發育。
研究團隊選用灰狼的血細胞作為這次的基因編輯標的。在採灰狼的血液樣本之後,將其中帶有細胞核的白血球分離出來,藉由近年最常運用的CRISPR/Cas9基因編輯技術將合成好的恐狼基因序列與原本灰狼染色體20個基因座(locus)上的14個同源基因做替換。隨後將編輯完成的血球細胞株的細胞核取出,轉移入無核的灰狼卵子內,促使其發育成胚胎。
這項實驗最終成功誕生了三隻外型酷似恐狼的基改寶寶,通體雪白,其中兩隻分別命名為羅穆盧斯(Romulus)和瑞摩斯(Remus),靈感來自羅馬神話的雙胞胎兄弟,於2024年8月1日時誕生;第三隻則是2025年1月31日誕生,叫做卡麗熙(Khaleesi),靈感來自《冰與火之歌》。
那麼,這些狼寶寶真的是恐狼嗎?
雖然Colossal Biosciences公司將本項研究稱為「去滅絕」(de-extinction),也就是復活已滅絕生物的過程,但實際上,他們只從上萬個基因中選取14個基因做修改而已,意思是狼寶寶仍有99.9%的基因還是灰狼的。換句話說,牠們其實是一種外表可能看似恐狼的基改生物,而非真正的恐狼本尊。
儘管復活恐狼的說法或許有誇大之嫌,但這項技術突破無疑為合成生物學開創了新的里程碑,其重要性不亞於當年複製羊桃莉的誕生。
水也佑 編
圖一:恐狼復原圖,感謝Erwin S. Christman提供
圖二:復活的「恐狼」寶寶,感謝Colossal Biosciences提供
參考影片:https://www.youtube.com/watch?v=d-8QESMOxe8
參考資料:
https://colossal.com/