反灭绝初创公司 Colossal Biosciences 声称已经找到了一种重新编程大象细胞的方法，这是一项技术突破，可能会导致消失已久的哺乳动物回归。
反灭绝初创公司 Colossal Biosciences 希望复活猛犸象。好吧，确切地说，不是长毛猛犸象，而是一头经过基因编辑的亚洲象，赋予它毛茸茸的毛发和一层脂肪，使其近亲能够在零度以下的环境中茁壮成长。
为了获得这些所谓的“功能性猛犸象”，Colossal 的科学家们需要解决一系列挑战：进行正确的基因调整，将经过编辑的细胞培养成完全成形的功能性猛犸象婴儿，并找到这些动物可以繁衍生息的空间。这是一条漫长而不确定的道路，但这家初创公司刚刚宣布了一个小小的突破，应该会在一定程度上缓解前进的道路。
Colossal 的科学家们成功地将亚洲象细胞重新编程为胚胎样状态，可以产生所有其他细胞类型。这开辟了一条在实验室中制造大象精子和卵子并能够测试基因编辑的途径，而无需频繁地从活体大象身上采集组织样本。该研究尚未在同行评审的科学期刊上发布，但将在预印本服务器 Biorxiv 上发布。
野生亚洲象的数量约为 30,000 至 50,000 头，因此获取这些动物（尤其是它们的精子和卵子）的机会极其有限。然而，如果 Colossal 想要弄清楚如何让猛犸象拥有生命，他们就需要这些细胞。 “由于能生育的雌象如此之少，我们真的不想干扰它们的繁殖。我们希望独立完成这件事，”哈佛大学遗传学家、Colossal 联合创始人乔治·丘奇 (George Church) 说道。
Colossal 创造的细胞被称为诱导多能干细胞 (iPSC)，它们的行为很像胚胎中发现的干细胞。胚胎干细胞有能力产生构成生物体的各种不同细胞类型——科学家将这种特性称为多能性。然而，随着生物体的发育，大多数细胞会失去这种能力。例如，人类皮肤不能自发地变成肠道内部的肌肉或细胞。
2006 年，日本科学家山中伸弥 (Shinya Yamanaka) 证明，可以将成熟细胞转变为多能状态。山中伸弥的研究是在小鼠细胞中进行的，但后来科学家们随后为许多不同物种衍生了 iPSC，包括人类、马、猪、牛、猴子和北方白犀牛（一种功能性灭绝的亚种，只有两个个体，均为雌性）留在野外。
Colossal 生物科学主管 Eriona Hysolli 表示，事实证明，将亚洲象细胞重新编程为 iPSC 比其他物种的 iPSC 更困难。与其他物种一样，科学家们对大象细胞进行了重新编程，方法是将它们暴露于一系列不同的化学物质中，然后添加称为转录因子的蛋白质，这些蛋白质会打开特定的基因来改变细胞的功能。整个过程花费了两个月的时间，这比创建小鼠 iPSC 所需的 5 至 10 天或人类 iPSC 的三周时间要长得多。
纽约布法罗大学的发育生物学家文森特·林奇（Vincent Lynch）没有参与这项巨大的研究，他说，这种困难可能与大象独特的生物学有关。大象是皮托悖论的典型例子——考虑到体型巨大的动物，其患癌症的几率异常低。由于癌症可能是由细胞分裂时积累的基因突变引起的，因此您可能会认为，细胞数量比人类多 100 倍的动物患癌症的风险要高得多。
但大象的癌症发病率甚至低于人类——考虑到大象体型巨大，这一事实令人惊讶。关于大象抗癌生物学的一个假设是，它们携带大量名为 P53 的肿瘤抑制基因的副本。另一方面，人类只有该基因的一个副本。
Lynch 说，P53 对大象的健康有益，但这可能是迄今为止科学家们一直难以从大象细胞中创建 iPSC 的原因。该基因的一种工作方式似乎是阻止细胞进入可以无限复制的状态，这是 iPSC 的关键特征之一。
Hysolli 表示，她希望减少创建大象 iPSC 所需的时间，并改进流程，以便 Colossal 团队能够更大规模地生产它们。如果 Colossal 的科学家能够将 iPSC 转化为精子和卵细胞，那么这些 iPSC 将特别有用，Hysolli 的团队已经在研究这一点。由于大象卵子和精子的供应相对有限，反灭绝项目面临的一个问题是获得足够的遗传多样性来支持功能性猛犸象种群——如果个体数量太少，就会面临近亲繁殖的负面影响。丘奇说，能够在实验室中产生精子和卵细胞应该会对此有所帮助。
海索利说，这些细胞也可用于保护工作。 Colossal 与研究大象内皮性疱疹病毒(EEHV)的研究人员合作，EEHV 是年轻亚洲象死亡的主要原因。 iPSC 可能是了解病毒如何感染不同细胞类型的好方法。这些细胞还将有助于测试 Colossal 生产猛犸象毛皮和脂肪层的编辑是否如科学家所希望的那样发挥作用。
林奇说：“我毫不怀疑，只要有足够的时间和资金，他们将克服制造猛犸象大象的技术挑战。”但他不太相信消除灭绝的生态效益。该初创公司打算将大象与猛犸象的杂交种引入野外，以重现猛犸象在北极生态系统中曾经扮演的角色，放牧土地并践踏积雪，从而可能减缓永久冻土的融化。
“你需要多少毛茸茸的亚洲象才能做到这一点？”林奇问道。在猛犸象最后一次在该地区漫步 4000 年后，经过编辑的大象是否真的在该地区有一席之地，这是自然资源保护主义者仍在努力解决的一个问题。当然，科学家也许能够创造出像猛犸象一样的亚洲象，但我们是否应该这样做还有很多争论。
如果 Colossal 的科学家能够达到这一点，他们将会很高兴。尽管他们拥有大象 iPSC，但创造大象与猛犸象杂交体的大部分工作仍在等待着他们。他们必须弄清楚如何创造大象的精子和卵细胞，掌握正确的编辑方法来调整大象，并让他们的创造物度过 22 个月的亚洲象妊娠期。然后他们必须做足够多的次数来建立一个能够真正实现他们的一些生态目标的人口。
“这感觉非常重要，”Church 谈到 iPSC 的突破时说道。 “这是一件非常大的事情。”如果Colossal要完成其反灭绝使命，那么未来还会有很多类似的时刻。
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