撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
日前，Colossal Biosciences宣布，其在复活猛犸象的探索中取得突破性进展——创造出了拥有浓密长毛的小鼠。
经过多重基因编辑的小鼠携带了模拟猛犸象长毛性状的基因突变，从而改变了小鼠的毛发生长，该研究创造的长毛鼠标志着复活猛犸象的之旅的重要一步。这项研究于 2025年 3 月 4 日发表于预印本平台bioRxiv，论文题为：Multiplex-edited mice recapitulate woolly mammoth hair phenotypes。
Colossal Biosciences由著名科学家乔治·丘奇（George Church）等人创立，是第一家将 CRISPR 基因编辑技术应用于物种恢复、极度濒危物种保护及关键生态系统重建的公司。
该公司计划对猛犸象现存的近亲亚洲象的胚胎（由iPSC技术构建）进行基因编辑，然后植入母象体内或使用人造子宫，进而诞生具有猛犸象特征的小象。该公司计划明年生产出具有猛犸象特征的亚洲象胚胎，并在 2028 年生产出第一批猛犸象。
猛犸象也叫长毛象，与现存的大象的最显著区别是，它们全身覆盖了蓬松的长毛，他们的身体还储存了大量脂肪，这些特征让它们能够适应寒冷环境。
Colossal 的研究人员希望找到导致猛犸象这些关键特征的基因突变，他们比较了从几十头猛犸象遗骸和其他现存或已灭绝的猛犸象近亲身上提取的基因组，以寻找在猛犸象谱系中进化出的改变蛋白质的基因突变。
为了测试这些发现的准确性，Colossal 首席科学家Beth Shapiro领导的团队利用基因编辑技术创造出了与猛犸象中发现的基因突变相似的小鼠，他们还测试了几种已知会影响小鼠毛发但在猛犸象中没有发现的基因突变。
之前对研究已经揭示了调控毛发发育、质地、长度、密度以及颜色的关键基因，这些基因包括导致毛发呈波浪状的 Tgm3 基因、控制毛囊方向的 Fzd6 基因和 Astn2 基因，以及影响毛发质地的 Fam83g 基因，调控毛发长度的 Fgf5 基因，调控毛发发育的 Tgfa 基因，此外，Krt25 和 Krt27 基因的突变也会改变毛发结构，而 Mc1r 基因则调节毛发颜色。
在这项研究中，研究团队使用不同的基因编辑工具（Cas9基因敲除、碱基编辑器CB、Cas9基因敲入）构建了一组多重基因编辑小鼠模型，虽然这些编辑的基因中的大多数是根据之前对小鼠毛发表型的观察而选择的，但对猛犸象和大象基因组的比较分析表明，在猛犸象与亚洲象在进化上分离后，Tgfa 基因也发生了类似的功能缺失突变。
这些小鼠敲除了 Fgf5 基因，这改变了毛发生长周期，使毛发生长时间延长了 3 倍，从而拥有了更长的毛发，这些小鼠还敲除了 Fam83g、Fzd6 或 Tgm3 基因功能，这影响了毛囊的发育和结构，导致毛发质地蓬松、毛发卷曲和胡须卷曲，这些小鼠还敲除了 Tgfa 基因，并在 Krt27 基因中引入了猛犸象中发现的基因突变，这使得小鼠表现出与猛犸象相似的波浪形毛发表型。这些小鼠还编辑了 Mc1r 基因，这使得小鼠的毛发呈现出金棕色。除了与毛发相关的基因外，研究团队还编辑了 Fabp2 基因，使其像猛犸象一样提前终止转录，表达出一个截短版，该基因与脂质代谢和脂肪酸吸收有关。
目前，研究团队创造的这些长毛鼠只有几个月大，他们还没有太多时间来研究这些基因改造是否以及如何影响小鼠的长期健康，包括生育能力和癌症风险。研究团队计划进一步测试这些长毛鼠是否比其他小鼠更善于应对寒冷，并研究它们的毛发发育。
乔治·丘奇和他的“侏罗纪公园”计划
1964 年，10 岁的乔治·丘奇（George Church）在参观世博会时，一个长着长毛的猛犸象动画第一次吸引了他的注意，这也在他心里种下了一颗种子。而如今，50 多年过去了，已经成为传奇科学家的乔治·丘奇正在带领团队试图复活这种曾让他充满敬畏的已灭绝的庞然大物。
Ben Lamm（左），乔治·丘奇（右）
大约在 2005 年，乔治·丘奇开始了复活猛犸象的研究计划，而这一计划面临的最大挑战实际上是资金，直到 2019 年，在这一年，他和Ben Lamm联合创立了一家名为Colosal Biosciences公司，他们最初的计划是复活猛犸象，此后，该公司将复活袋狼（又名塔斯马尼亚虎）和渡渡鸟列入计划。
Colosal 公司计划复活的三大物种
复活猛犸象
猛犸象，是陆地上生存过的最大的哺乳动物，其中体型最大的草原猛犸象体重可达 12 吨，是其现存近亲亚洲象的 3 倍。在气候寒冷的更新世（大约公元前 180 万年至公元前 1 万年），猛犸象在亚欧大陆北部广泛分布，但在距今约 1 万年前，因为气候变化等原因，适应寒冷气候的猛犸象快速灭绝，大约 5000 年前，猛犸象彻底灭绝，这也标志着冰河世纪的结束。
随着在西伯利亚冻土层发掘到保存较为完好的猛犸象遗体，复活猛犸象的梦想似乎不再遥不可及。Colosal 公司计划将猛犸象细胞核移植到近亲亚洲象的细胞中，从而创造胚胎，然后通过雌性亚洲象或人造子宫产下猛犸象。
西伯利亚永久冻土层中发现的39000年前的猛犸象幼崽
猛犸象与亚洲象的基因组相差约 140 万个碱基序列，对应着大约 1600 多个蛋白质编码基因，乔治·丘奇认为，可能只需要编辑其中数十个基因，就可能解决猛犸象胚胎在亚洲象体内的发育问题。
复活渡渡鸟和代狼
渡渡鸟标本
在过去 50 年中，全球鸟类数量已经减少了 30 亿多只，有 400 多种鸟类已灭绝、野外灭绝或极度濒危。Colosal 公司之所以选择去复活渡渡鸟，是因为渡渡鸟是人类导致物种灭绝的标志性案例，17 世纪晚期，这种体型巨大、不会飞的鸟类从毛里求斯岛灭绝，此时距离它们被发现仅仅 100 多年。渡渡鸟也成为了第一个被记录的因人类活动而导致灭绝的物种。
Colossal 公司复活渡渡鸟（Raphus cucullatus）的计划将从它现存的亲缘关系最近的绿蓑鸠（Caloenas nicobarica）开始，他们计划从绿蓑鸠中分离和培养原始生殖细胞（PGC），然后使用CRISPR基因编辑工具编辑 PGC，使其与渡渡鸟的 DNA 序列相匹配。然后，将这些经过基因编辑的 PGC 植入代孕鸟类的胚胎中，以产生嵌合体。这些具有渡渡鸟和绿蓑鸠两个物种的DNA的嵌合体，能够产生类似渡渡鸟的卵子和精子，可能进一步孵化出类似渡渡鸟的鸟类。
袋狼
袋狼，也叫塔斯马尼亚虎，是一种大型食肉有袋动物，因被欧洲殖民者大量捕杀而快速灭绝，1936 年，最后一只袋狼在动物园死亡。由于灭绝时间较近，袋狼有着保存完好的胚胎和标本，这给复活袋狼奠定了基础。
Colossal 公司复活袋狼的计划由著名袋狼研究专家、墨尔本大学的Andrew Pask教授领衔，在过去 20 年里，他的团队一直致力于对袋狼进行基因组测序。袋鼬科（Dasyuridae）是袋狼的近亲，它们在进化上与袋狼有 7000 万年的差异。研究团队希望利用 CRISPR 基因编辑技术将袋狼基因插入袋鼬科动物基因组中，然后将编辑的细胞核移植到袋鼬科动物卵子中，创建袋狼胚胎，通过代孕动物生下袋狼。
创造一个更美好的世界
Colossal 公司这些雄心勃勃的计划，建立在近年来基因测序技术、基因编辑技术、以及干细胞技术等生物科技巨大飞跃的基础上。但其 CEOBen Lamm也承认，要想实现复活这些已灭绝动物的目标，仍然充满挑战。但他同时表示，这些复活已灭绝动物的工作有助于保护其他动物，能够为动物保护带来许多新技术。
Colossal 公司在其官网表示，Colossal 是一家领先的遗传学和生物技术公司，而不仅仅是一家遗传学和生物技术公司，它的目标是通过恢复已灭绝或即濒临灭绝的物种，去解决人类进步给地球带来的副作用，创造一个更美好的世界。
此外，Colossal 公司还希望在复活已灭绝动物的过程中，孵化大量创新 IP，促进生物技术发展。例如，2022年9月，Colossal 公司孵化了一家名为Form Bio的公司并完成了 3000 万美元 A 轮融资，该公司专注于开发计算生命科学平台，为生命科学家提供简单的、用户友好型的管理大型数据集的完整平台，弥合数据和科学发现之间的鸿沟，从而“让科学家在更少的时间和更少的努力下实现发现和突破”。
论文链接：
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.03.03.641227v1
