渡渡鸟已经灭绝300多年。科学家打算以它的近亲尼柯巴鸠为起点,重建部分渡渡鸟特征。新公布的AI成果,先盯上了那张大嘴:筛选可能影响鸟喙形状的DNA片段。
10月14日,美国生物技术公司Colossal公布了一套名为GenoMorph的AI系统。它为渡渡鸟项目筛出约2300个候选调控元件,研究人员接下来要用实验验证,这些DNA片段是否真能影响头部发育。
渡渡鸟艺术想象图,非复活个体照片。图片:Colossal Biosciences,取自原报道。
为什么偏偏是鸽子?
从外形看,渡渡鸟与鸽子差得很远:它不会飞,有着粗大的喙和壮实的身体。但亲缘关系不能只凭长相判断。基因研究显示,渡渡鸟属于鸠鸽这一支,尼柯巴鸠是它最近的现生亲属之一,也是Colossal选定的改造起点。
研究人员计划参照古DNA,改变尼柯巴鸠的部分遗传信息,使后代带有渡渡鸟的某些特征。英国自然历史博物馆对此有个直白的描述:制造一种类似渡渡鸟的鸽子。
可DNA那么长,究竟该改哪里,才能让鸽子的头和嘴朝渡渡鸟的样子发育?
大嘴的线索,藏在DNA“开关”里
同样是鸟喙,有的细长,有的短厚。差别不只来自制造蛋白质的基因,还涉及控制基因何时、何处、以多大强度工作的调控DNA。胚胎发育时,工作时间和位置变了,最后长出的结构也可能不同。
仅凭古DNA,很难读懂这一套发育过程。研究人员手上也没有大量渡渡鸟个体,可供比较DNA与外形的差别。要找线索,只好借助仍然活着的鸟。
他们把鸡、鹌鹑、鸭和鸽子不同胚胎阶段的调控数据,与70多种鸟的基因组及头骨测量结合起来,让AI寻找DNA变化与喙部形态之间的联系,再为渡渡鸟项目筛选值得测试的目标。
软件中的头骨对比:左为渡渡鸟,右为尼柯巴鸠。可见喙部的形状差异;这是数字模型展示。图片:Colossal Biosciences,取自原报道。
公司报告的结果分两组:653个候选调控元件与喙的大小相关,1698个与厚度、宽度相关。数字看着不少,含义却很具体:这些位置值得优先做实验。哪些真的影响喙形、应该怎样改,还要逐一弄清。
下一步,要让胚胎给出答案
候选片段被改动后,鸟喙究竟会不会按预测变化?变化能不能稳定遗传,又会不会损害正常发育?这些都要回到活细胞和胚胎中检验。
Colossal还宣布建立了尼柯巴鸠的原始生殖细胞——将来能形成精子或卵子的细胞。这为尝试把编辑传给后代提供了起点。不过,目前公开的核心材料仍是公司公告,AI的候选结果还在进入功能验证阶段。
哪怕有一天,鸽子真的长出了渡渡鸟式的大嘴,也只是完成了一部分目标。它能否健康长大、繁殖,能在什么环境中生活,都不会由一张相似的脸自动解决。这场“复活”走到哪一步,终究要看实验室里长出了什么。
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