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北方白犀牛是地球上最稀有的动物之一,目前仅剩两只雌性,且没有自然繁殖的可能。近期,来自斯克里普斯研究所、圣地亚哥动物园野生动物联盟、马克斯·普朗克分子遗传学研究所等国际科研团队成功绘制了北方白犀牛的完整基因组。这一重要进展为利用先进的生殖技术拯救这一濒危物种提供了新希望。
研究团队的成果于2025年5月13日发表在《国家科学院院刊》上。联合首席作者、斯克里普斯研究所名誉教授兼圣地亚哥动物园野生动物联盟研究员的珍妮·洛林表示:“这一里程碑令人振奋,因为我们正在逐步接近能够拯救那些在我们有生之年可能灭绝的动物的目标。这不仅是对白犀牛的重要进展,也是整个动物保护领域的重大突破。”
此次研究结合了尖端的DNA测序和基因组绘制技术,使用了2014年去世的北方白犀牛雄性“安加利夫”的细胞,这些细胞在圣地亚哥动物园的冷冻动物园中被冷冻保存。
洛林表示:“我们整合了多种技术,以构建尽可能准确的基因组图谱,这就像是白犀牛版的人类基因组计划。”这一新基因组不仅是拯救濒危物种的重要工具,洛林的团队在2011年首次成功从北方白犀牛中创建了诱导多能干细胞,并与圣地亚哥动物园野生动物联盟合作,建立了来自九只不同个体的其他干细胞系,这些实验室培养的细胞可以转变为卵子和精子,从而可能产生新的犀牛。
然而,质量控制一直是一个主要挑战。没有参考基因组,科学家无法判断这些干细胞在实验室生长过程中是否发生了有害突变。新研究中,洛林的团队利用新的完整基因组分析了之前创建的干细胞谱系,发现其中一条最有前景的干细胞系缺失了一大段DNA,影响了200多个基因,包括与生殖和肿瘤抑制相关的基因。
“如果我们没有构建这个基因组,就不会发现这一点,”洛林补充道。新的基因组还解决了北方白犀牛与南方白犀牛之间基因差异的问题,更新的数据表明它们的基因组非常相似,这让科学家有信心南方白犀牛可以作为替代母体,而不会出现重大并发症。
洛林表示:“现在我们有了北方白犀牛的基因组,可以应用我们为人类开发的所有工具——CRISPR基因编辑、报告基因等,帮助拯救它们。”这项工作为其他濒危物种树立了强有力的榜样,拯救数百种不同的濒危物种——从哺乳动物、鸟类到植物和珊瑚——都依赖于像冷冻动物园这样的精心生物银行。
最终目标是培养健康的胚胎并植入替代母体中,然后在受保护的环境中抚养这些小犀牛。洛林强调,这不是《侏罗纪公园》,也不依赖于基因编辑或工程。
“我们不是在复活一种神秘物种,而是在恢复我们仍然熟知的物种,”她补充道。“犀牛庞大、温和且令人难忘,是科学应对灭绝的完美象征。”