深度解讀“基因復(fù)活”技術(shù)：復(fù)活滅絕物種，人類打開了上帝模式？

這是《麻省理工科技評論》2026 年“十大突破性技術(shù)”深度解讀系列的第八篇內(nèi)容，關(guān)注 DeepTech，關(guān)注新興科技趨勢。

2025 年初，德州生物技術(shù)獨角獸 Colossal Biosciences 高調(diào)登上了《時代》周刊封面。封面圖片極具視覺沖擊力：一只擁有雪白色皮毛的犬科動物，目光深邃，被描述為約一萬年前游蕩在北美大陸的“恐狼”。

雖然 Colossal 聲稱這是古老物種的回歸，但嚴謹?shù)目茖W(xué)界迅速給出了更為冷靜的解釋：這并非真正的恐狼復(fù)生，而是一只經(jīng)過精密基因工程改造的灰狼。科學(xué)家在它的基因組中，精確插入了約 20 處從古骨化石中提取并解碼的恐狼 DNA 片段。

為了培育出這只所謂的“恐狼”，首先是基因組解碼與比對，科學(xué)家們從分別擁有 1.3 萬年和 7.2 萬年歷史的恐狼遺骸（牙齒和耳骨）中提取出古代 DNA 片段，通過高深度測序解析了恐狼的完整基因組，并將其與現(xiàn)代灰狼的約 1.9 萬個基因進行對比，鎖定了決定物種差異的關(guān)鍵位點；其次是精準基因編輯，研究人員并未直接拼接古代 DNA，而是采用了一種微創(chuàng)的細胞采集方式，從現(xiàn)代灰狼的血液中提取內(nèi)皮祖細胞（EPCs），并利用基因編輯技術(shù)對其中的 14 個關(guān)鍵基因進行了 20 處改寫，使其遺傳編碼與恐狼保持一致。

（來源：Colossal Biosciences）

隨后進入體細胞核移植與胚胎培育階段，科學(xué)家將這些經(jīng)過編輯的細胞核植入去核的卵細胞中，在實驗室培育出工程化胚胎；最后是跨物種代孕，這些胚胎被植入作為代孕母親的混合品種獵犬子宮內(nèi)，經(jīng)過約 65 天的妊娠，最終通過預(yù)定的剖腹產(chǎn)手術(shù)產(chǎn)下了帶有恐狼特征的幼崽。這些幼崽在外部特征上展現(xiàn)出了恐狼標志性的強壯肩部、更大的頭骨與牙齒、以及獨特的嚎叫方式。

這只“嵌合體”生物的出現(xiàn)，標志著基因復(fù)活技術(shù)已經(jīng)走過了理論驗證階段，進入了早期原型展示的關(guān)鍵時期。這也迫使我們必須以一種更加理性、客觀的視角，去審視這項入選《麻省理工科技評論》“十大突破性技術(shù)”的前沿領(lǐng)域——它究竟是滿足人類好奇心的昂貴游戲，還是拯救地球生態(tài)與人類健康的必要手段？

從本質(zhì)上講，基因復(fù)活并非字面意義上的“死而復(fù)生”。在現(xiàn)代遺傳學(xué)語境下，它更準確的定義應(yīng)當(dāng)是“功能性代理物種的構(gòu)建”或“古老遺傳性狀的恢復(fù)”。得益于現(xiàn)代遺傳學(xué)、基因編輯以及體細胞核移植（克隆）技術(shù)的飛速發(fā)展，科學(xué)家們正在讓 DNA 實現(xiàn)物理意義上的“時空穿越”。

這場技術(shù)革命的基礎(chǔ)，始于早已滅絕生物的基因序列庫。近年來，隨著測序技術(shù)的普及與古 DNA 提取工藝的突破，這些數(shù)據(jù)庫的規(guī)模經(jīng)歷了爆炸式擴容。從博物館塵封標本中的渡渡鳥，到西伯利亞凍土層中保存完好的猛犸象組織，甚至是古人類骸骨中的遺傳物質(zhì)，都在被科學(xué)家逐一數(shù)字化。這些古老的 ATCG 編碼，成為了連接過去與未來的橋梁。

目前，基因復(fù)活技術(shù)主要通過三條路徑并行推進：一是利用近親物種進行“回溯育種”，但這僅能恢復(fù)表型；二是利用冷凍活體細胞進行“克隆”，這受限于樣本的保存狀況；三是目前最主流的“基因組工程”，即在現(xiàn)存近親物種的基因組上，利用基因編輯加入古生物的關(guān)鍵性狀基因。

Colossal 的“恐狼”正是這一路線的產(chǎn)物。這種技術(shù)的真正野心，遠不止于滿足人類對史前巨獸的好奇心，更是為現(xiàn)代醫(yī)療與生態(tài)拯救開辟了全新路徑。

在醫(yī)療領(lǐng)域，基因復(fù)活技術(shù)展現(xiàn)出顯著潛力。佐治亞州立大學(xué)的研究團隊在 2025 年夏天利用這一技術(shù)，嘗試恢復(fù)人類在數(shù)百萬年前演化中丟失的一種酶，這種酶缺失被視為痛風(fēng)的根源。通過將古基因植入肝細胞，科學(xué)家旨在重啟代謝途徑，從而根治這一慢性疾病。

這一應(yīng)用源于對古人類基因組的深度分析，如尼安德特人 DNA 中發(fā)現(xiàn)的免疫相關(guān)基因，可能為現(xiàn)代藥物開發(fā)提供新靶點；此外，滅絕微生物的基因復(fù)活可用于抗生素研發(fā)。

2025 年的一項專利揭示，使用深度學(xué)習(xí)算法從滅絕蛋白質(zhì)組中識別 41 種抗菌肽，這些肽顯示出協(xié)同作用，可能對抗耐藥細菌。這一領(lǐng)域還包括“分子去滅絕”(molecular de-extinction)，即復(fù)活滅絕的蛋白質(zhì)或代謝途徑，用于合成新型藥物或疫苗，潛在市場價值巨大。

生態(tài)保護是基因復(fù)活技術(shù)的另一主要應(yīng)用領(lǐng)域。非營利機構(gòu) Revive & Restore 在 2025 年克隆了黑足貂，這些克隆體攜帶了現(xiàn)存野生種群中已消失的遺傳變異，幫助緩解近親繁殖導(dǎo)致的滅絕風(fēng)險。通過從冷凍細胞中復(fù)活古老基因多樣性，該技術(shù)為瀕危物種的繁衍提供了技術(shù)支持。

例如，Colossal 與澳大利亞大學(xué)合作，成功創(chuàng)建袋狼的干細胞，這可能在 8 年內(nèi)將袋狼后代重新引入野生環(huán)境。類似地，植物基因復(fù)活用于恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)，如從古種子中提取耐氣候變化的基因，注入現(xiàn)代作物以增強森林或草原的恢復(fù)力。2025 年的一項研究顯示，基因編輯可將相關(guān)物種的耐熱或抗病基因引入瀕危物種，幫助它們適應(yīng)全球變暖。

從產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀來看，基因復(fù)活仍處于早期階段，主要由少數(shù)公司和機構(gòu)主導(dǎo)。

產(chǎn)業(yè)界以 Colossal Biosciences 為核心，該公司成立于2021年，總部位于美國德克薩斯州達拉斯，已融資超過 5.55 億美元，2025 年估值超 100 億美元.公司重點推進猛犸象、袋狼、渡渡鳥、恐狼、南島巨恐鳥等物種的復(fù)活，通過基因編輯、古 DNA 整合和克隆技術(shù)創(chuàng)建功能性后代，并計劃于 2028 年產(chǎn)出猛犸象雜交個體。其已通過衍生企業(yè)實現(xiàn)了變現(xiàn)，如 Form Bio 提供 AI 驅(qū)動的計算生物學(xué)平臺，用于藥物開發(fā)、Breaking 使用工程微生物降解塑料廢物；

與此同時，Revive & Restore 等非營利組織則聚焦保護應(yīng)用，已成功克隆瀕危物種，并與政府合作建立基因庫；學(xué)術(shù)界則在古 DNA 測序與倫理框架構(gòu)建上提供了不可或缺的支撐。

哈佛大學(xué) Wyss 研究所、加州大學(xué)圣克魯茲分校古基因組學(xué)實驗室以及墨爾本大學(xué) TIGRR 實驗室等機構(gòu)，不僅解碼了滅絕物種的完整藍圖，更在 Andrew Pask、Oliver Ryder 等學(xué)者的帶領(lǐng)下，突破了有袋類胚胎體外發(fā)育和細胞重編程等科學(xué)瓶頸。

然而，大多數(shù)項目仍停留在實驗室階段，尚未實現(xiàn)大規(guī)模野生釋放，也并未實現(xiàn)大規(guī)模盈利，但其衍生出的技術(shù)，如高通量基因編輯系統(tǒng)、人工子宮技術(shù)以及大規(guī)模細胞重編程平臺等，已經(jīng)在輔助生殖和器官再生市場顯現(xiàn)出巨大的商業(yè)潛力。

高通量基因編輯系統(tǒng)已成為輔助生殖領(lǐng)域的重要工具。這種系統(tǒng)主要基于 CRISPR-Cas9 等精確編輯平臺，能夠在多個基因位點同時進行修改，從而高效地優(yōu)化胚胎遺傳特征。在輔助生殖中，高通量基因編輯被用于胚胎篩選和修正遺傳缺陷，例如針對單基因遺傳病的夫婦，通過編輯體外受精胚胎中的致病基因，避免后代遺傳疾病。

Colossal 為袋狼和猛犸象開發(fā)的體外發(fā)育系統(tǒng)模擬子宮環(huán)境，通過精密微流控和氣體控制維持胚胎發(fā)育，已在 2025 年實現(xiàn)袋狼胚胎中妊娠發(fā)育。其在輔助生殖的擴展應(yīng)用涉及部分ectogenesis，即從子宮中轉(zhuǎn)移早產(chǎn)胎兒到人工系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)育。

傳統(tǒng)輔助生殖依賴代孕或移植，但人工子宮允許胚胎在體外完整發(fā)育，避免倫理和法律爭議。目前，部分 ectogenesis 系統(tǒng)已進入動物試驗階段，如 2024 年，鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院團隊完成了世界首例“去 ECMO 人造子宮”試驗，成功讓一只胎齡 4 個月的羊崽在人造子宮里存活了 90 分鐘。

盡管前景廣闊，基因復(fù)活技術(shù)仍面臨著極高的進入壁壘。首先是技術(shù)壁壘，古 DNA 的完整解析與多位點協(xié)同編輯后的基因表達穩(wěn)定性，仍是制約大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)瓶頸；其次是法律與準入壁壘，復(fù)活出的物種在法律地位上屬于“人工創(chuàng)造物”還是“保護物種”，目前尚無定論。

更為核心的壁壘在于生態(tài)風(fēng)險評估。將具有數(shù)萬年前特征的物種或基因重新引入現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)，可能引發(fā)無法預(yù)測的連鎖反應(yīng)，如新型病原體的傳播或競爭失衡。這種不確定性使得監(jiān)管機構(gòu)在審批相關(guān)項目時極度審慎。此外，社會倫理的挑戰(zhàn)同樣嚴峻：人類是否有權(quán)扮演“造物主”的角色，干預(yù)自然的演化進程？這種爭議不僅影響社會接受度，也直接關(guān)聯(lián)到資本市場的長期預(yù)期。

總體而言，基因復(fù)活技術(shù)的意義遠超出好奇心的滿足。它為生物多樣性保護注入新工具，在人類活動加速滅絕的時代，提供一種逆轉(zhuǎn)機制。Science 的一項研究基于種群下降模型估算，許多受威脅物種的遺傳多樣性已損失超過 10%，脆弱物種可能損失>9%，瀕危物種>16%，極危物種>33%。該研究預(yù)測若種群繼續(xù)下降，到 2050 年或更長期，平均遺傳多樣性損失可能達 19-66%（視物種而定）。

而這一技術(shù)可通過“復(fù)活”丟失變異來增強種群適應(yīng)性；此外，在氣候變化背景下，它有助于工程化生物以應(yīng)對極端天氣，如設(shè)計更耐旱的作物或更抗病的牲畜。這不僅提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，還可能緩解糧食安全危機；在醫(yī)療上，它開辟了新路徑，利用滅絕基因開發(fā)針對癌癥或感染病的療法。

然而，技術(shù)的成功依賴于當(dāng)前壁壘的突破：加強國際協(xié)議、增加資金透明，并優(yōu)先對現(xiàn)有物種保護。否則，它可能成為“技術(shù)烏托邦”的又一例證，而非真正解決方案。

基因復(fù)活入選了《麻省理工科技評論》2026 年度“十大突破性技術(shù)”，我們邀請三位來自產(chǎn)業(yè)與科研一線的代表，圍繞其關(guān)鍵技術(shù)路徑與產(chǎn)業(yè)進展進行了點評。

以下評論內(nèi)容均為個人見解，不代表《麻省理工科技評論》觀點

基因復(fù)活技術(shù)的深層科學(xué)意義與應(yīng)用潛力

“基因復(fù)活”技術(shù)，雖然被公眾和媒體賦予了極具沖擊力的名稱，但在學(xué)術(shù)研究和技術(shù)探索的范疇里，它更多指的是對已滅絕生物遺傳信息進行提取、解析和功能驗證的一套不斷發(fā)展的技術(shù)方法體系的總稱。這里說的“復(fù)活”，其技術(shù)實際距離遠古完整生命的重建依然非常遙遠，更接近于一種基于基因編輯的關(guān)鍵性狀模擬或演化路徑的重現(xiàn)，其核心是利用從化石、凍土、標本中獲取的遠古 DNA 碎片，借助基因組測序、人工智能預(yù)測和基因編輯技術(shù)，將這些遺傳信息的關(guān)鍵片段或功能模塊，在現(xiàn)代近緣物種的基因組中進行重現(xiàn)。

例如，頗具代表性的“恐狼復(fù)活”工作，本質(zhì)上是在與現(xiàn)代灰狼高度相似的基因組基礎(chǔ)上，對多個與體型、毛色等表型相關(guān)的關(guān)鍵位點進行靶向編輯，從而在活體動物身上模擬出已滅絕恐狼的部分外部特征。

同樣，備受矚目的“猛犸象復(fù)活計劃”，其公布的技術(shù)進展包括利用多重基因編輯技術(shù)培育出攜帶有猛犸象毛皮特征基因的“長毛鼠”，以及將亞洲象體細胞重編程為多能干細胞，但其最終目標也并非完整復(fù)現(xiàn)一個史前猛犸象，而是旨在創(chuàng)造一個融合了猛犸象關(guān)鍵適應(yīng)性性狀（如耐寒、特殊脂肪代謝）的“功能性大象”。

這些科學(xué)實踐表明，當(dāng)前的“基因復(fù)活”更大程度上是古基因組學(xué)與合成生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)交叉融合的延伸應(yīng)用，其重點在于對特定生物功能的測試與模擬。

這一系列技術(shù)進展的更深層意義，在于為我們提供了一個前所未有的研究范式。研究人員能夠借此直接檢驗關(guān)于重大演化事件的假說，如通過調(diào)控鳥類胚胎中的基因逆向重現(xiàn)類似恐龍的齒狀結(jié)構(gòu)，為理解鳥類起源提供實證窗口；又如對猛犸象耐寒相關(guān)基因的功能解析，則可能揭示哺乳動物體溫調(diào)節(jié)與適應(yīng)極端環(huán)境的機制。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對尼安德特人等滅絕古人類基因組的功能性研究，有助于理解某些現(xiàn)代免疫性、代謝性疾病的古老遺傳起源，為探索其病理機制提供新的演化視角。此外，在生態(tài)保護方面，從已滅絕物種基因組中挖掘出的適應(yīng)性遺傳變異，理論上也能為現(xiàn)存瀕危種群的遺傳多樣性恢復(fù)與適應(yīng)性管理提供潛在的基因資源。

然而，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其引發(fā)的倫理關(guān)注與生態(tài)風(fēng)險也日益凸顯，這迫使我們必須在推動科學(xué)前沿的同時，在更廣泛的社會共識中去審慎界定其應(yīng)用的邊界，并在修復(fù)過去與保護當(dāng)下之間做出權(quán)衡。

古生物復(fù)活技術(shù)的實現(xiàn)路徑、現(xiàn)實困境與倫理邊界

結(jié)合古化石 DNA 采集，基因測序，基因編輯和體細胞核移植技術(shù)，將古基因在現(xiàn)存近似物種中實現(xiàn)功能重現(xiàn)，是一項充滿探險和挑戰(zhàn)的工作。其潛在應(yīng)用在于：第一，重現(xiàn)已滅絕物種的生物學(xué)特性，也就是所謂的“物種復(fù)活”。這一定程度可以理解為通過基因編輯方式定向改造現(xiàn)存物種的基因組，難度大且復(fù)活的“程度”有限；第二，針對當(dāng)前瀕危物種的生物學(xué)特性和生存環(huán)境，通過遠古物種優(yōu)勢基因在其體內(nèi)的“復(fù)活”，降低該物種的生存風(fēng)險從而保護物種。

然而，這一進程中潛藏著嚴峻的瓶頸與風(fēng)險。從技術(shù)層面看，有效獲得信息完整的古基因組序列極具挑戰(zhàn)，化石資源的匱乏、DNA片段的識別與擴增、以及避免污染的深度測序都是難以跨越的關(guān)隘；同時，匹配遠古基因供體與現(xiàn)存受體物種（如恐狼與灰狼）亦是成敗關(guān)鍵，體細胞核移植技術(shù)的高門檻決定了其能否在受體中高效實現(xiàn)功能重現(xiàn)仍存疑；更為深層的是定義與倫理風(fēng)險，獲得古基因的新生生物究竟應(yīng)如何定義，這構(gòu)成了科學(xué)、倫理與監(jiān)管的多重挑戰(zhàn)。

基于此，該技術(shù)的應(yīng)用邊界與關(guān)鍵觀察點必須得到嚴格界定。在瀕危物種保護研究中，應(yīng)側(cè)重于優(yōu)勢基因的有限“復(fù)活”以實現(xiàn)物種保育；在進化學(xué)研究中，則應(yīng)以現(xiàn)存生物為模型，通過復(fù)活特定基因來回溯古生物的生物學(xué)性狀；最核心的原則在于，對于攜帶復(fù)活基因的新生動物必須實施嚴格監(jiān)管并有效控制其種群，在確保生態(tài)風(fēng)險完全可控之前，絕不宜讓其回歸野外環(huán)境。

論古生物復(fù)活研究的倫理、監(jiān)管與社會共識

古生物復(fù)活是一項極具創(chuàng)新性的前沿研究平臺，其核心技術(shù)包括古生物基因組測序技術(shù)、DNA 合成技術(shù)、多位點基因編輯技術(shù)以及哺乳動物克隆技術(shù)。這些技術(shù)不僅在現(xiàn)有領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，更在古生物復(fù)活這一領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特價值。從生態(tài)學(xué)角度來看，古生物復(fù)活技術(shù)可能為某些缺失的生態(tài)鏈環(huán)節(jié)提供補充，特別是在應(yīng)對氣候變化方面具有潛在應(yīng)用價值。

當(dāng)前，基因編輯技術(shù)展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。其核心挑戰(zhàn)在于如何精準調(diào)控基因表達以實現(xiàn)特定性狀的重建，以及如何從單一基因修飾的細胞出發(fā)，通過核移植、體細胞克隆或人工子宮等技術(shù)手段實現(xiàn)完整生物體的重構(gòu)。

生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度往往超出預(yù)期，尤其是在 AI 驅(qū)動的數(shù)據(jù)分析能力加持下，基因組預(yù)測和功能解析的準確性得到了顯著提升。與傳統(tǒng)機械工程不同，生物工程具有內(nèi)在的反饋調(diào)節(jié)機制，只需施加適當(dāng)?shù)母深A(yù)即可引導(dǎo)其向預(yù)期方向演化。因此，如何開發(fā)和應(yīng)用這些干預(yù)手段是未來研究的關(guān)鍵。

基于當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢，我相信在未來 3-5 年內(nèi)，古生物復(fù)活相關(guān)的技術(shù)平臺將實現(xiàn)重大突破。與此同時，如何將這些技術(shù)更好地應(yīng)用于醫(yī)療健康、環(huán)境保護、糧食安全和工業(yè)制造等領(lǐng)域?qū)⑹窍乱徊降闹匾n題。在此過程中，不可忽視的是必須注重生物倫理規(guī)范、法律監(jiān)管和社會共識的建設(shè)，確保這一領(lǐng)域的研究和應(yīng)用能夠健康、有序地發(fā)展。只有通過多學(xué)科交叉融合和國際合作機制的建立，才能真正推動古生物復(fù)活技術(shù)走向成熟。

1.Wan, F., Torres, M.D.T., Peng, J. et al. Deep-learning-enabled antibiotic discovery through molecular de-extinction. Nat. Biomed. Eng 8, 854–871 (2024). https://doi.org/10.1038/s41551-024-01201-x

2.https://reviverestore.org/projects/woolly-mammoth/why-bring-it-back/?referrer=grok.com

3.https://doi.org/10.1016/j.chom.2023.07.001

4.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn5642

5.https://time.com/7274542/colossal-dire-wolf/

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