反向发育生物学 已灭绝动物再生策略探究.doc

史前动物再生策略探究一一以猛玛象为例作者姓名学院名称政府管理学院专业名称人力资源管理课程名称反向发育生物学单位北京师范大学学号日期2016年12月一直以來，人们对史前动物有种深深的着迷而随着科技发展，再生史前动 物已经成了现在生物学中火热的研究方向《侏罗纪公园》，生物学家们从琥珀中 保存完好的蚊子里，找到了恐龙的DNA从而复活出了恐龙在现实中，虽然这 种方法很难实现，但我们仍能通过类似的方法来达到人们的的梦想一一史前动物 再牛O古生物学家普遍认为，地球上目前发生过五次物种大灭绝，使这些史前动物 只能活在我们的想象中科学家们认为，造成这五次物种灭绝的原因有多种，例 如天气寒冷、地质改变、氧气稀缺、火山喷发或者小行星撞地球等而第六次物 种灭绝，就岀现在现在在人类一步步霸占地球的同时，有越来越多的动物止在 面临灭绝所以，在今天，究竟有什么方法能够再牛灭绝动物呢？本课题就以复活猛玛象为例，对古生物再生策略进行探究虽然再生猛玛象 困难重重，但基于科学技术以及猛玛象与现存象的基因高度相似，我们可以通过 三种不同方法复活猛玛象方法一，用猛玛象精子为亚洲象进行体外受精方法 二，通过冰冻的猛玛体细胞进行克隆。

方法三，通过完整的猛猖象基因序列进行 克隆有生态学家预测，从现在开始，用不了万年，地球上的物种灭绝就会达到一 个毁灭性的程度因此在灭绝速度极剧加快的今天，重要的不仅仅是用科技手段 复活古生物，更是需要每个人的努力去保护现存的物种双管齐下，才能使我们 更好的研究动物进化历程，更好的保护属于我们的地球关键词：猛玛象史前动物物种灭绝基因序列克隆体外受精II正文摘要中已经提到，再生猛玛彖有三种方法方法一，用猛玛象精子为亚洲象 进行体外受精可以从冻土中猛玛象遗骸中提取猛玛象精子，使其与亚洲彖卵子 进行体外受精再将受精卵移植到亚洲象体内，得到猛玛象与亚洲象的混血种 最后通过杂交选育一步步得到接近纯种的猛玛象方法二，通过冰冻的猛猖体细 胞进行克隆从冰冻的猛3马象遗骸中提取细胞核，将其植入到亚洲象的去核卵细 胞中，再通过化学药剂或屯刺激使其开始分裂与分化，并将它植入母象子宫中孕 育出小猛玛象本课题主要研究第三种方法，通过完整的猛玛象基因序列进行克隆DNA测序在冻土中挖掘较为完整的猛玛象骨头、牙齿、皮肤、毛发等，对其进行DNA 测序，得到尽可能多的DNA但该步骤中有一大难点，即何提取没有发生质变和 损伤的DNA。

由于环境中的化学物质和其它生物分子的影响，单个核琶酸可能会 在漫长的年代中发生破碎、损坏等，并在一定程度上改变了分子结构，使DNA 测序不能得到正确的结果且由于基因组所包含的碱基数目多（猛猖象大概有超 过40亿个碱基对）且长期保存中易被其他生物DNA污染，这些都给DNA测序 带来了极大困难二） 补充缺断由于从猛猖象骨头及其他部分遗骸中获得的DNA序列数量有限,H这些DNA 序列往往很短（为30・90个碱基对的长度）且带有损伤，我们就需要对这些片段 进行补充和处理缺失的基因可能分为两部分：猛玛彖特有的和彖类共有的慕因 片段首先解决较为容易的：象类共有的基因片段从线粒体DNA序列比较中 得知，猛玛象与亚洲象的关系更密切，基因序列相似度更到，但由于目前为止, 只有非洲象的核基因被重建了，因此猛3马象中象类共有的基因片段可以从非洲象 基因组中获得其次是猛玛象特有的基因片段，可以通过基因改造的方法实现 我们设计实验去改变大象基因组，一次只改变少数几个碱基，直到使这个大彖基 因组看起来更像猛玛象的基因组，并表达出与猛玛象更相似的性状猛猖象与现存大象基因中大概有40万处不同，科学家需要一一对这些不同 的碱基序列进行修改。

但由于这些不同处太多，难以完成我们可以先确定出差 异最为重要的，來一定程度上缩小需要改变的范围例如控制体温调节、毛发长 短、皮下脂肪、耐寒血红蛋白的那些基因比如，猛玛彖与现存大彖相比，拥有 被称为Ucpl*的不同拷贝，实验显示Ucpl分子参与体温调节，从而使猛玛象能 生活在非常寒冷的冻原地带为了修改Ucpl基因上的那个点，我们可以构建一 个分子工具并使其进入大彖细胞，搜寻U卬1基因上的特定序列，进行修改和编 辑，使它成为猛玛象中的版本（三） 组装为细胞核最后把这些基因片段，与现存大象中的DNA序列做对比，确定出猛猖象的 基因排列顺序，将这些小片段组装成完整的猛3马彖基因组但做到这点并非易事, 因为到现在为止，科学家合成过的最长DNA也不过58万个碱基对，而猛玛象基 因组中有超过40亿个碱基对，56条染色体，困难程度可想而知在合成DNA 之后、创建染色体之后还需要将染色体缠绕成细胞核，难度更为加大四）获得胚细胞利用山中伸弥与约翰•格登关于有道出多能干细胞（iPSC）的发现，可以使 猛玛象遗骸中的皮肤细胞去分化，重新编码为胚细胞1950-1960年，牛津大学 的约翰•格登观察发现，蛙卵细胞即使在去核并用体细胞的核取代情况下，仍能 够正常发育成青蛙，关键为卵会引起体细胞去分化。

而山中伸弥之后发现，由于 卵所引起的体细胞去分化在体外也可以诱导产生，因此2012年，两人起因研 究诱导多能干细胞（iPSC）获得了诺贝尔奖我们可以利用这个技术，在实验室 中将现生大象皮肤细胞转入相关因子使其变为多功能干细胞，并重新编码为胚细 胞，并将合成好的猛3马象细胞核导入到去核的胚细胞中五） 移植到子宫，顺利发育通过化学试剂或电刺激使胚细胞开始分裂、分化，并形成胚胎细胞将胚胎 移植到代孕母亲的子宫中，使胚胎在其中继续发育在这其中，也存在一些问题 首先我们必须保证在代孕过程中不产牛过于强烈的排斥反应因为对于移植到体 内的胚胎，母体势必会产牛排斥反应猛猖象胚胎有可能会在各个器官形成前就 被母体处理掉而且还要保证代孕母亲的遗传组成不会影响经过我们改变的基因 的表达，代孕母亲的饮食、激素和压力水平不会改变发育环境，不影响相关基因 的转录及表达处理好这些问题，就能使猛玛象胚胎在子宫中顺利发育直至出生六） 复活猛玛象的争议与意义克隆技术一直在被伦理争议包围着，史前生物的复活自然也是备受争议有 人质疑新出生的小猛玛象要如何度过它的一生以这种慕因工程复活出的猛玛彖, 它基因上必定存在着缺陷让它在冰冷的实验室中度过一生是否是一种不负责任 的行为？而如果我们获得了一个猛玛象种群，是应该将他们放到公园里展览还是 放归自然界。

这两种方案都有不成熟的地方：复活一个灭绝物种再放到公园作为 旅游景点显然是不道德的，但如果将猛玛象种群放归野外呢？首先曾经猛玛象统 治的苔原地形在如今地球上任何地方都找不到，其次，灭绝动物的复活无形中给 现有的生物链和自然资源带来了破坏可能会影响生态平衡，甚至带回病毒和病 原体，导致其他生物的减少或灭绝不过，如果能通过克隆技术来复活史前动物，对于拯救濒危动物来说也是一 大突破有专家称，克隆技术可能是使濒危物种得以延续种族的唯一希望除了 这方而，复活已灭绝动物在各个领域都有潜在意义它能帮助我们了解动物进化 的进程以及各物种之间的亲缘关系，也使我们可以进一步探索动物灭绝的原因 同时，复活已灭绝动物还能够恢复生态多样性、推进科学研究、治愈有缺陷动物 在现代科学的帮助下，减轻人类所犯下的罪过总结与展望木课题探讨了复活史前动物的三种方法，并对第三种方法做了较为深入的分 析除了科学层面的方法，本课题还研究了对于复活猛玛象等已灭绝动物的道德 和伦理争议，明确了这项技术带来的问题和意义但是相较于复活已灭绝动物, 人类更应该在保护现存物种上下更大的功夫如何防止更多的濒危动物在极具加 快的灭绝速度中消失，不仅需要科学技术的后盾，更需要每个人的努力。

从科技 方面來讲，我们需要尽快采集濒危物种的DNA样本，做到有备无患参考文献贝丝・夏匹罗.复活猛玛象:一个古DNA科学家的探索［M］.上海科学技术出版社,2016.朱蒂.猛猖象复活不是梦［J］.发明与创新:学生2006(10):6-7. 章磊.基因技术试图让猛猖复活［J］.发明与创新:综合版,2008(2):41-41.中国网•〃复活〃灭绝动物可行吗卩］・科学之友旬刊,2013(10):14-15.徐冰 再现〃侏罗纪〃，灭绝动物复活不是梦［J］.初中生学习:高，2013⑼:36・37.佚名. 猛玛象复活之梦一一美国《科学》杂志编辑理查德•斯通访谈录［J］.大自然探索, 2007(3):30-31.佚名.日本科学家希望利用克隆技术在5或6年内复活猛3马象［J］・生物学教学, 2011(7):74-75.蒋嬪，李劲松.核移植与诱导多能干细胞技术在体细胞重编程研究中的应用卩］・ 生命科学，2009⑸:608-613.李娜.复活猛玛象,前景扑朔迷离［J］.科技导报z 2011, 29⑵:9・9. 任天.复活灭绝动物能带来什么？［J］.林业与生态? 2013(6):31-31.。