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英国《金融时报》编辑鲁拉·哈拉夫(Roula Khalaf)在每周新闻简报中精选了她最喜欢的故事。
作者是一名科学评论员
详细研究当今存在的每个分子将是一项艰巨的任务。但研究和重新创造不再存在的分子又如何呢?
这就是“分子去灭绝”领域,这是一门大胆的新科学,旨在重新审视灭绝物种的基因组——目的并非复活消失的生物,而是查明它们是否含有可以解决现代问题的古代分子蓝图。
宾夕法尼亚大学塞萨尔·德拉富恩特 (César de la Fuente) 领导的团队率先利用人工智能扫描猛犸象、古海牛甚至尼安德特人的蛋白质,识别出具有抗菌潜力的失传已久的分子。其中一些分子已在实验室中合成,早期证据表明,它们具有令人鼓舞的抗菌特性。
这位生物工程师告诉我,这项研究在科学上令人振奋,但现在应该就其下一步的发展方向展开更广泛的讨论。“这对我来说是一个分水岭,”德拉富恩特说。“我开始担心……从生物伦理和哲学的角度来看,我们在实验室里合成已灭绝的分子是否合适?”
这一呼吁是德拉富恩特和堪萨斯大学生物学家兼专利法专家安德鲁·托伦斯共同撰写的一篇短文的基础,该文于上个月发表在《自然生物技术》杂志上。该论文正确地承认,与复活渡渡鸟或猛犸象等灭绝生物相比,重新制造已死亡的分子引发的伦理问题较少。尽管如此,两人写道,“复活过去分子的概念(引发了)关于我们与自然的关系、人类干预的限度以及我们作为生物世界管理者的责任的深刻伦理问题”。
与复活渡渡鸟或猛犸象不同,重新创造已灭绝的化合物似乎具有科学价值。这些分子曾帮助生物在过去的环境中繁衍生息。在这个不断变化的世界中,推测古代分子似乎是明智的保险政策。
宾夕法尼亚团队最初打算通过算法筛选现有蛋白质,寻找具有抗菌潜力的片段(肽)。随着人工智能和计算技术的进步,他们扩大规模,挖掘不同物种的整个蛋白质组(基因组中的所有蛋白质)。在记录了人类蛋白质中潜伏的数千种具有抗菌潜力的分子后,他们深入研究了我们最近的祖先尼安德特人和丹尼索瓦人的蛋白质组。但他们推断,为什么要止步于此呢?蛋白质和肽只是生物代码;任何丢失的代码都可能是有用的。
正如该团队在 6 月份报告的那样,他们探索了大约 200 个已灭绝物种的蛋白质组;来自灭绝生物的 37,000 个分子片段被标记为可能具有广谱抗菌活性。实验室合成了 69 种化合物;其中几种可以杀死培养皿中的细菌,并且至关重要的是,可以减少小鼠的感染。其中最有效的是来自猛犸象的猛犸象素-2、来自直牙象的象素-2 和来自巨麋鹿的巨鹿素-1。de la Fuente 声称,其中一些化合物的功效可与万能抗生素多粘菌素 B 相媲美。
虽然投资者已经采取了措施,但由于抗菌药物缺乏市场激励,de la Fuente 及其同事也在考虑采用非盈利途径,以加快任何化合物的临床试验。如果开发成功,这些化合物将通过外用药膏或注射剂给药,而不是口服或通过基因疗法给药。
《自然生物技术》论文的重点之一是已灭绝分子是否可以申请专利。几十年的先例已经将人类和动物基因等自然产生的物质排除在专利范围之外,但已灭绝分子却处于灰色地带。它们不再自然产生,尽管只有在实验室中重新制造时才会存在,但它们也不是真正的合成分子。
这项研究的未来在许多方面都不确定,但它激发了人们的想象力。正如古代迁徙模式为某些疾病的出现提供了线索一样,早已灭绝的生物是否能揭示出我们对过去气候变化或病原体的适应性,以供我们今天借鉴?分子复活也是一种因果循环:现代人类可能猎杀了猛犸象和直牙象,使它们灭绝。现在,我们正在寻求它们的分子幽灵来拯救我们。
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