科學家製造出類猛獁象幹細胞 盼復育改善北極生態

或許人類將可以在有生之年看到已滅絕4000年的猛獁象身影。
致力於「復活」猛獁象、塔斯馬尼亞虎和渡渡鳥等已滅絕生物的基因生技公司Colossal Biosciences近日宣布,已培育出可以轉化類似猛獁象的亞洲象誘導性多功能幹細胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)。
如何「復活」猛獁象?
Colossal的生科部門主管希索里(Eriona Hysolli)與創辦人、美國哈佛大學遺傳學家丘奇(George Church)說明,他們在實驗室中將猛獁象的近親、瀕危的亞洲象體細胞重新編程,製造出iPSC。
此外Colossal也對53頭猛獁象化石進行DNA分析研究,希望可以利用此技術與基因工程,修改亞洲象的基因,製造出擁有像猛獁象一樣有著毛茸茸的皮毛、厚厚的禦寒脂肪、較小的耳朵的大象。
Colossal的目標是在6年內編輯出具有猛獁象基因的胚胎,雖然目前還有許多挑戰,例如開發能夠孕育胚胎的人造子宮,但該公司表示,「這是非常重大的一步。」
誘導性多功能幹細胞(iPSC)是什麼?
具有增生能力、可分化成各式細胞的幹細胞,其實可以再區分出存在於成體中的成體幹細胞,例如造血幹細胞、間質幹細胞等;以及多潛能幹細胞,包含胚胎幹細胞、誘導型多潛能幹細胞 (iPSC)。
國家實驗研究院《科學發展》期刊說明,胚胎幹細胞的分化能力遠勝於成體幹細胞,能夠分化出的細胞種類也最多,但其原料為人類胚胎,因此有著相當大的倫理爭議。
中央研究院生醫所特聘研究員謝清河說明,對體細胞重新編程、變成類似胚胎幹細胞的iPSC,同樣擁有類似胚胎幹細胞能分化出心肌細胞、神經細胞等的功能,並解決倫理問題,開發此技術的山中伸彌也以此獲得2012年諾貝爾生醫獎。
大象的iPSC有多難製造?
《紐約時報》報導,過去該公司在進行實驗時一直苦於細胞有限,而無法進行更多研究,Colossal的研究人員從山中伸彌的研究中獲得靈感,嘗試製造大象的iPSC。
聖地牙哥動物園野生動物聯盟保育遺傳學主任賴德(Oliver Ryder)表示,「對某些物種,尤其是大象來說,產生iPSC非常困難,因此這個研究結果是一個巨大的進步。」
人類雖然已經製造出人、老鼠、豬、犀牛的iPSC,但卻很難製造出大象的iPSC。
科學家推測可能是因為重新編程iPSC的過程十分類似於癌症的發生,導致大象體內的抗癌基因TP53積極毀滅細胞,讓科學家難以重新編程。因此研究人員嘗試阻止P53蛋白質產生,最終成功製造出大象的iPSC。
TP53是什麼? |
哺乳類動物體內會攜帶一種能產生P53蛋白質的TP53基因,如果細胞開始出現不受控制的生長跡象,就會讓細胞自毀,是重要的抑癌基因。 大象基因中有20組TP53,人類只擁有1組TP53對偶基因。 |
製造大象iPSC的為何重要?希索里說明,除了能夠推進猛獁象的復活工作外,也能夠對保育瀕危大象有所助,「能夠在一個培養皿中得到足夠的大象卵子很重要。」
該團隊計劃在科學期刊上發表這項研究成果,但目前尚未經過同行評審。
為什麼要「復活」已滅絕的生物?
一些科學家認為,猛獁象、馬和野牛等草食動物透過踐踏草地、推倒樹木和壓實積雪,來讓地面保持凍結狀態,避免溫室氣體釋放到大氣中。
因此Colossal聲稱,如果釋放足夠多的猛獁象,或是類似的物種到北極苔原中,將能夠減緩永凍土融化的速度、恢復北極圈的生態,有助對抗全球暖化。
CNN報導,全球有許多實驗室都在嘗試「復活」各式病毒與已滅絕的生物,原因在於隨著超級細菌、氣候變遷等等問題日益嚴重,科學家期望能夠從以前的生物體中,找到新的應對可能。
但也有許多科學家認為,比起培育猛獁象,更應該著眼於仍存在於世的物種。
「現在有很多物種正在滅絕,如果只關注猛獁象,就無法幫助任何一個物種,我們的重點應該放在還存在於世上的物種。」多倫多動物園野生動物科學高階主管馬斯特羅莫納科(Gabriela Mastromonaco)說道。
脊椎動物古生物學家弗雷德里克森(Joseph Frederickson)也表示,「如果你能創造出一頭猛獁象,或者一頭看起來可以在西伯利亞生存的猛獁象複製品,那你也可以為白犀牛或大熊貓做很多事情。」
「有些人認為這是一個壞主意,因為它會佔用保育工作的資金,事實上我們正在為其注入資金。」丘奇表示,該計畫能夠幫助科學家對亞洲象進行更多研究,以便進行進一步的保育研究。