从化石中提取DNA，进行多重基因编辑

近日，全球首家复活灭绝物种的公司 Colossal Biosciences 宣布已成功复活了恐狼（Dire Wolf）——两只雄性幼崽于2024年10月1日出生，一只雌性幼崽于2025年1月30日出生。

（来源：Colossal Biosciences）

恐狼是一种美洲犬科动物，已灭绝12500多年。根据首席执行官Ben Lamm 的介绍，团队从两块恐狼化石中提取了DNA：一块牙齿化石来自俄亥俄州的谢里登坑，距今约13000年；另一块内耳骨骼化石来自爱达荷州的美国瀑布城，距今约72000年。

该团队对提取的DNA进行了深度测序，并使用Colossal的新方法迭代组装高质量的古代基因组，最终从牙齿化石中获得了3.4倍覆盖率的基因组，从内耳骨骼化石中获得了12.8倍覆盖率的基因组。Colossal称这些数据提供的恐狼基因组覆盖率比之前高出500倍以上。

然后，他们将这些基因组与狼、豺和狐狸等现存犬科动物的基因组进行了比较，并确定了恐狼特有的基因，包括体型、肌肉、毛发颜色、毛发质地、毛发长度和皮毛图案。对高质量恐狼基因组的分析显示，灰狼是恐狼现存的近亲，这两个物种共享99.5%的DNA。

之后，该团队对来自恐狼的近亲灰狼的供体基因组进行了多重基因编辑，创下了在14个基因中20个精确编辑的记录。这20种编辑中有5种是基于已知在灰狼中产生浅色皮毛的突变，只有15个直接基于恐狼基因组，旨在改变动物的大小、肌肉组织和耳朵形状。但这些变化是否对转基因动物产生了预期的影响还需要一年左右的时间才能弄清楚。

Colossal编辑了多基因调控模块中恐狼的特异性变体，该模块与体型以及耳朵、头骨和面部形态的变化有关。该区域编码八个基因，这些基因确定了骨骼大小和结构的物种特异性限制。该模块编码的一个基因 HMGA2 与狗和狼的体型直接相关；另一个基因 MSRB3 与犬科动物和其他哺乳动物的耳朵和头骨形状的差异有关。鉴于这些基因在确定物种特异性大小和形态方面的作用，团队将恐狼特异性变体编辑成该基因组区域中的基因增强子。

改变了0.1%的基因，那还是恐狼吗？

对于每个被确定为与目标表型相关的高影响变异，Colossal的恐狼团队都创建了一份详细的资料，列出了对供体灰狼基因组的所有潜在影响。为了确保健康的结果，该团队放弃了那些在预测表型之外会产生一定风险的变异，或优先考虑已经在具有预测表型的灰狼中进化的变异。

比如，恐狼基因组中的3个必需色素沉着基因发生了蛋白质编码替换：OCA2、SLC45A2 和 MITF，它们直接影响黑色素细胞的功能和发育。虽然这些变异会使恐狼的皮毛变浅，但这些基因在灰狼中的变异可能会导致耳聋和失明。因此，研究小组通过一种已知在灰狼中安全的途径，为恐狼设计了浅色皮毛：诱导 MC1R 和 MFSD12 功能丧失。

然后，该团队通过全基因组测序和核型分析筛选了编辑后的细胞系，使用体细胞核移植将高质量细胞系克隆到供体卵细胞中，进行了胚胎移植并管理了跨物种代孕。

Colossal在声明中透露：“健康发育的胚胎随后被移植到代孕母体内进行跨物种妊娠”。据该公司向CNN证实，他们使用家养犬（特别是大型混种猎犬）作为代孕母体。62天后，经过基因改造的幼崽出生。

也就是说，科学家利用古代DNA、克隆和基因编辑技术，改变了灰狼（史前恐狼的近亲）的基因，创造了三只幼崽，但其本质上是一种外观与其已灭绝的祖先相似的杂交物种。

“毫无疑问，整个基因组中99.9%的基因都是灰狼。科学界将会争论需要改变多少基因才能变成一只恐狼，但这实际上是一个哲学问题。”斯德哥尔摩大学古遗传学中心进化基因组学教授、Colossal 的公司顾问Love Dalén表示。

新闻来源：生辉SynBio

记    者：叶家余

编    辑：卢婷婷

主    编：陈    鑫

总编辑：余师亮

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