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|电影《侏罗纪世界3》带来了dna的热度

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《侏罗纪世界3》为冷清已久的电影市场带来了热度——截至6月13日零点 ， 该片上映3天累计票房已达3.54亿 。
“琥珀可以保存软组织甚至DNA分子达数百万年” ， 这个想法经由该电影系列的第一部《侏罗纪公园》传达给了社会大众 。这让人们不禁畅想 ， 我们是否可以通过克隆技术复制出一个「侏罗纪」？
在南美洲的某个地方 ， 一名矿工发现了一块琥珀 ， 并注意到这个树脂化石里似乎有一只蚊子 。通过先进的设备 ， 科学家们提取出了这个吸血昆虫的最后一餐 ， 而多亏了完好无损的血细胞中所保存的基因密码 ， 一只恐龙被克隆了出来 。
“琥珀可以保存软组织甚至DNA分子达数百万年” ， 这个想法经由1990年的科幻小说和后来取得成功的电影系列《侏罗纪公园》传达给了社会大众 。但直到今天 ， 从琥珀或类似物质中提取DNA的尝试都没有真正成功过 ， 而嵌入树脂里的样本被认为不适合进行基因检测 。
与电影中不同的是 ， 树脂化石并不是保存DNA的一个好选择 。当一种粘性物质困住小型动物时 ， 后者的软组织会立即开始腐烂 ， 而且在整个动物被包裹起来之前 ， 大部分DNA就已经丢失了 。即使有些DNA被保存下来 ， 树脂中的化合物也会与之发生反应 ， 并随着时间的推移将其破坏 。
2020年 ， 一项发表在《PLOSONE》杂志上的研究试图确定 ， 包裹在树脂材料中的昆虫DNA是否能够被保存 ， 以及能保存多长时间 。为此 ， 研究人员收集了被困在孪叶豆属(Hymenaea)琥珀树树脂中的小型粉蠹虫(ambrosiabeetle) 。后者是一种马达加斯加岛所特有的物种 ， 而前者的化学成分与琥珀化石非常相似 。研究人员将样品保存了2到6年 ， 然后开始进行处理 。
这项研究的结论是 ， 尽管非常脆弱 ， 但DNA仍然被保存在了样本中 。最初 ， 研究人员尝试用乙醇来溶解虫子周围的树脂 ， 结果适得其反——酒精与树脂发生了反应 ， 并破坏所有的DNA 。这一观察结果可以解释为什么过去提取DNA的尝试总是不成功 。
在完善提取工艺和更换化学试剂后 ， 新的问题又出现了 。聚合酶链式反应(PCR)一直被广泛用于复制DNA中的小片段 ， 但研究人员发现 ， 这种方法对从树脂中提取的DNA不是很有效 。因此该研究的作者们认为 ， 树脂中发现的物质有可能会阻碍用于复制单个DNA序列的化学成分起作用 。只有在仔细清洗样本并多次重复PCR过程后 ， 才能有足够的DNA得到复制 ， 以便对树脂中的生物体基因组展开研究 。
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目前 ， 人们还不清楚遗传物质能在树脂中存活多久 ， 而研究人员希望将新方法应用到其他嵌入树脂的软组织案例中 ， 从而测定DNA的衰减率 。另外 ， 水似乎有着至关重要的潜在保存能力 。树脂能形成防水屏障 ， 保持软组织中的水分 ， 这也会影响遗传物质的稳定性 。
令人惊讶的是 ， 最近的发现表明 ， DNA痕迹甚至可以保存在岩石中 。
2021年 ， 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(IVPP)和山东天宇自然博物馆的科学家团队成功地从1.25亿年前的恐龙化石中识别出了保存在细胞中的DNA分子 。这种恐龙被称为“尾羽龙”(Caudipteryx) ， 是一种孔雀大小的杂食性动物 ， 尾部有长长的羽毛 ， 是白垩纪早期分布于辽宁地区的热河生物群落的一份子 。
“多年来积累的地质数据表明 ， 热河生物群的化石保存状态与众不同 ， 因为富含硅的细小火山灰掩埋了尸体 ， 从而使得其保存质量能够达到细胞水平 。”IVPP的副教授李志恒表示 。他是上述研究的合著者 ， 而研究结果则发表在了《CommunicationsBiology》杂志上 。
在该研究中 ， 科学家们从标本的右侧股骨中提取了一块远端关节软骨 ， 将其脱钙 ， 并使用不同的显微镜和化学方法对其进行了分析 。他们发现 ， 动物死后所有的细胞都被硅化了 ， 而这很可能是这些细胞保存完好的原因 。
【|电影《侏罗纪世界3》带来了dna的热度】此外 ， 研究小组还分离出了一些细胞 ， 并通过一种全球生物实验室都使用的化学物质对其进行染色 。这种紫色的化学物质被称为苏木素 ， 能与细胞核结合 。在对恐龙材料进行染色后 ， 有一个恐龙细胞显示出了一个紫色的细胞核和一些深紫色的线 。这意味着这个1.25亿年前的恐龙细胞中有一个保存完好的细胞核 ， 它保留住了一些原始的生物分子和染色质丝 。
由于地球上所有生物细胞内的染色质都是由紧密排列的DNA分子组成的 ， 因此这项研究的结果提供了初步的数据 ， 表明原始恐龙的DNA残余可能仍然被保存着 。但想要更精确地对其进行测试 ， 研究小组还得做更多工作 ， 并使用比染色更精细的化学方法 。
该研究的作者AlidaBailleul表示 ， “我们显然对化石细胞核感兴趣 ， 因为如果DNA能够被保存下来 ， 那它便会是大多数DNA应该在的地方 。”2020年 ， 她发表了另一项研究 ， 报告了一种来自美国蒙大拿州(Montana)恐龙的软骨细胞中所出现的细胞核和生物分子的异常保存状态 。”所以 ， 我们有很好的、非常令人兴奋的初步数据 ， 但在了解古老化石中的细胞生物化学方面 ， 我们才刚起步 ， 我们需要做更多的工作 。”
尽管研究人员乐观地将这种对古老DNA的分析纳入到了更常见的研究方法中——比如从骨骼材料、木乃伊和冷冻的更年轻的化石组织中恢复DNA——但他们并不打算在不久的将来克隆恐龙 。
本文来自微信公众号“福布斯”（ID：forbes_china） ， 作者：DavidBressan ， 36氪经授权发布 。

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