他們想用一顆3D打印的蛋，孵出600年前滅絕的巨鳥

繼宣布“復(fù)活恐狼”引發(fā)軒然大波后，Colossal Biosciences（以下簡(jiǎn)稱 Colossal）又拋出新成果。這一次，他們的目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)了滅絕鳥類。

該公司在最新公告中宣布：其自主研發(fā)的人工蛋系統(tǒng)已成功孵化 26 只健康小雞，這將成為復(fù)活新西蘭巨型恐鳥（giant moa）和毛里求斯渡渡鳥（dodo）的努力中，“必不可少的一塊拼圖”。

圖 | 人工蛋孵育的雛鳥之一（來(lái)源：Colossal Biosciences）

拆解這顆人工蛋

從外形看，Colossal 所謂的“人工蛋”并不像一顆蛋，它更像一個(gè)六角形點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)支架，內(nèi)部襯有一層透明的硅膠基膜，頂部裝有一扇透明觀察窗。

按公司說(shuō)法，這套裝置是第一個(gè)能夠支持鳥類胚胎從早期到孵化、全程在生物蛋殼之外完成發(fā)育、且無(wú)需補(bǔ)充氧氣的孵化平臺(tái)。人工蛋的外殼通過(guò) 3D 打印生產(chǎn)，目前已開(kāi)始向注塑成型工藝過(guò)渡，后續(xù)有望實(shí)現(xiàn)低成本量產(chǎn)。

不過(guò)，整套孵化流程的上游仍然要依賴一只真正的母雞。前置階段，研究人員先從生產(chǎn)線上的母雞處取得剛產(chǎn)下 24 至 48 小時(shí)之內(nèi)的受精蛋，挑選發(fā)育狀態(tài)較好的，把蛋殼小心打開(kāi)，把蛋的內(nèi)容物倒入人工蛋裝置，再放進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)孵化器中繼續(xù)培養(yǎng)。

換句話說(shuō)，從受精到產(chǎn)蛋的全部生物學(xué)過(guò)程目前仍然由一只活雞完成；人工蛋接管的是產(chǎn)蛋之后到孵化之前的那段時(shí)間。

圖 | 人工蛋裝置及從中孵化的雛鳥（來(lái)源：Colossal Biosciences）

硅膠基膜是 Colossal 材料科學(xué)團(tuán)隊(duì)工程改造的產(chǎn)物，它在 21% 大氣氧濃度下即可達(dá)到甚至超過(guò)天然雞蛋殼的氧氣傳輸能力。首席生物官安德魯·帕斯克（Andrew Pask）將膜本身稱作“一種非常專業(yè)的極薄膜，能夠?qū)崿F(xiàn)高度有效的氣體交換”。而氣體交換“正是天然蛋殼所擅長(zhǎng)的、近乎令人難以置信的精密工程”。

此外，頂部的透明窗賦予了這顆蛋一個(gè)天然蛋殼不具備的能力：直接觀察胚胎發(fā)育，包括血管延伸、器官形成、表型表達(dá)等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在整體設(shè)置中，裝置尺寸可縮放，理論上可以從蜂鳥蛋大小，做到比任何現(xiàn)存鳥蛋都更大的尺寸。

圖 | 人工蛋中的健康胚胎（來(lái)源：Colossal Biosciences）

“我們做的不只是重新造一顆蛋。”Colossal 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官本·拉姆（Ben Lamm）表示，“我們是為自己的目的把它徹底重新設(shè)計(jì)了一遍?！?/p>

三十多年的“無(wú)殼孵化”史

人工孵化并不是一個(gè)新課題。第一例公開(kāi)報(bào)道的無(wú)殼孵化要追溯到 1998 年。日本研究者上平正道（Mitsuo Kamihira）等人將受精鵪鶉蛋孵育兩天之后，把內(nèi)容物移入玻璃容器繼續(xù)培養(yǎng)，最終成功孵出雛鳥。

此后，日本千葉老濱高中（Oihama High School）的教師田原裕（Yutaka Tahara）等人改用透明塑料杯，使研究人員可以直接觀察發(fā)育過(guò)程；后來(lái)，他們又將胚胎放進(jìn)人工蛋的時(shí)間點(diǎn)提前到了產(chǎn)蛋之后立即進(jìn)行。在 2024 年發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）的一項(xiàng)研究中，來(lái)自筑波大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)，使用聚合物杯與塑料薄膜組合的系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化了無(wú)殼孵化方案，成功孵出小雞。

圖 | 無(wú)殼孵化方案之一（來(lái)源：https://www.nature.com/article）

而在更早之前的 1988 年。羅斯林研究所（Roslin Institute）的遺傳學(xué)家瑪格麗特·佩里（Margaret Perry）首次在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)液中培育雞胚胎，再將其移植到從其他雞身上取下的“代孕蛋殼”中孵化。不過(guò)，這一方案的核心限制在于：每孵化一只小雞，都需要一顆完整的捐贈(zèng)蛋殼，難以規(guī)模化，也無(wú)法跨物種使用。

事實(shí)上，無(wú)殼孵化領(lǐng)域過(guò)去三十多年的最大瓶頸始終是同一個(gè)：氧氣問(wèn)題。無(wú)論是玻璃杯、塑料杯還是保鮮膜，孵化后期都需要向體系內(nèi)通入高濃度純氧，以滿足胚胎飛速攀升的需氧量。但濃氧環(huán)境會(huì)損傷胚胎組織、蛋白質(zhì)和 DNA，無(wú)法保證新生鳥類的健康成長(zhǎng)。因此，之前幾十年的嘗試更多停留在“能孵出來(lái)”的層面，離“能穩(wěn)定養(yǎng)出健康成鳥”還有距離，也無(wú)法與標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)孵化設(shè)備的流程匹配。

Colossal 這次選擇的策略是，利用硅膠膜的被動(dòng)擴(kuò)散特性，胚胎在普通大氣環(huán)境下就能完成發(fā)育，不再需要外部供氧。

要復(fù)活恐鳥，為什么必須先解決蛋的問(wèn)題？

把視線拉回到 Colossal 最為人所知的業(yè)務(wù)：復(fù)活滅絕物種。2021 年，科技與軟件創(chuàng)業(yè)者本·拉姆與哈佛醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)家喬治·丘奇（George Church）共同在美國(guó)創(chuàng)立了 Colossal，目前累計(jì)融資超過(guò) 6 億美元、估值超過(guò) 100 億美元，已對(duì)外公開(kāi)的目標(biāo)物種清單包括猛犸象、袋狼、渡渡鳥、南島巨型恐鳥、藍(lán)馬羚，以及已誕下三只仿恐狼幼崽的項(xiàng)目。

然而，在這份清單中，鳥類不同于哺乳動(dòng)物，甚至可以說(shuō)，復(fù)活它們要難得多。

蒙大拿大學(xué)（University of Montana）野生動(dòng)物與環(huán)境學(xué)者克里斯托弗·普雷斯頓（Christopher Preston）解釋，哺乳動(dòng)物的胚胎可以在只有一兩個(gè)細(xì)胞的極早期階段被基因編輯，再通過(guò)體外受精（IVF）植入代孕母體相對(duì)靜止的子宮繼續(xù)發(fā)育?！暗B類不能這樣做?！兵B蛋一旦產(chǎn)出母體，胚胎已包含約 5 萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了現(xiàn)行基因編輯技術(shù)所能處理的范圍。

為了繞開(kāi)這一障礙，Colossal 采用的是原始生殖細(xì)胞（PGCs）路線，這是一類未來(lái)會(huì)發(fā)育為精子或卵子的干細(xì)胞前體。

圖 | 原始生殖細(xì)胞（PGCs）（來(lái)源：Colossal）

羅斯林研究所的胚胎學(xué)家邁克·麥格魯（Mike McGrew）等研究者多年來(lái)一直在探索：先在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)液中分離、繁殖并改造 PGCs，再把它們注射進(jìn)入活鳥體內(nèi)，讓這只鳥產(chǎn)生攜帶轉(zhuǎn)基因的精子或卵子。讓兩只這樣的鳥交配，下一代才是真正具備目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)基因鳥。但這種方法耗時(shí)、繁瑣、成功率低，至今未能在大多數(shù)鳥類上穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)，更別說(shuō)已滅絕的鳥類了。

2025 年秋天，Colossal 宣布了相關(guān)路線的第一步，他們成功培養(yǎng)出原鴿（一類常見(jiàn)的城市野鴿）的 PGCs，該物種在系統(tǒng)發(fā)育上與該公司選定的渡渡鳥代孕物種尼科巴鳩（Nicobar pigeon）較為接近。

至于南島巨型恐鳥，Colossal 目前尚未確定代孕物種，候選包括鴯鹋（emu）和?鳥（tinamou），然而，擺在面前的是一個(gè)根本性的障礙：恐鳥的胚胎恐怕遠(yuǎn)大于任何現(xiàn)存鳥類所能提供的卵。

按 Colossal 的估算，南島巨型恐鳥的蛋體積約為雞蛋的 80 倍、鴯鹋蛋的 8 倍，沒(méi)有任何現(xiàn)存鳥類能夠獨(dú)立承擔(dān)孕育與孵化的角色。這時(shí)，人工蛋就派上用場(chǎng)了，它將成為、也只能擔(dān)任接力孵化艙的角色，承接恐鳥胚胎在發(fā)育中后段的孵育任務(wù)。

工程價(jià)值值得肯定，但剩下的都沒(méi)做出來(lái)

學(xué)界對(duì)這次公告的整體評(píng)價(jià)可以濃縮成一句話：肯定膜的設(shè)計(jì)是真正的工程進(jìn)展，但圍繞復(fù)活滅絕物種這一宏大敘事，仍有大量未被回答的問(wèn)題。

圍繞這次公告，外界質(zhì)疑最集中的是幾個(gè)透明度問(wèn)題。Colossal 表示，目前沒(méi)有發(fā)表論文或預(yù)印本的計(jì)劃，希望將技術(shù)商業(yè)化，同時(shí)向保育機(jī)構(gòu)開(kāi)放使用。這項(xiàng)技術(shù)的真實(shí)性只能依據(jù)有限的信息評(píng)估，甚至無(wú)法在嚴(yán)格獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)條件下復(fù)現(xiàn)他們的結(jié)論。而且，公司迄今沒(méi)有公布 26 只小雞對(duì)應(yīng)的總嘗試數(shù)，即孵化成功率，這意味著無(wú)法與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行效率方面的直接對(duì)比。

布法羅大學(xué)（University at Buffalo）的演化生物學(xué)家文森特·林奇（Vincent Lynch）還提醒稱，膜只是蛋的一個(gè)組成部分，“他們還沒(méi)有把其他部分做出來(lái)”。

把“復(fù)活滅絕物種”暫時(shí)放在一邊，這套人工蛋裝置在離我們更近的領(lǐng)域反而更有可能發(fā)揮作用。

第一個(gè)方向是瀕危鳥類保育。許多極度瀕危鳥類難以在圈養(yǎng)條件下繁殖，可用的代孕物種又非常有限，導(dǎo)致大量已經(jīng)被采集、凍存于"生物樣本庫(kù)"的遺傳材料無(wú)法被使用；人工蛋提供的可控環(huán)境可以挽救本來(lái)無(wú)法發(fā)育的胚胎，讓凍存的 DNA 與活體形式建立連接。位于加利福尼亞州索薩利托的非營(yíng)利機(jī)構(gòu)"復(fù)興與恢復(fù)"（Revive & Restore）旅鴿（passenger pigeon）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人本·諾瓦克（Ben Novak）就認(rèn)為，"動(dòng)物園和保育繁育機(jī)構(gòu)有一整批馬上就能用上這項(xiàng)技術(shù)的人。"

第二個(gè)方向是對(duì)鳥類基因編輯工作流的優(yōu)化。透明觀察窗允許研究者全程實(shí)時(shí)觀察胚胎發(fā)育，對(duì)驗(yàn)證基因編輯是否成功修改了特定表型非常關(guān)鍵，比如鳥喙的形狀。如果鳥類基因編輯技術(shù)本身變得更成熟，疊加人工蛋，理論上可以讓高度瀕危的鳥更適應(yīng)氣候變化，或?qū)μ囟膊【哂锌剐浴?/p>

第三個(gè)方向是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。轉(zhuǎn)基因雞此前已被視為低成本生產(chǎn)重組治療蛋白的潛在平臺(tái)，蛋白產(chǎn)物可直接富集于雞蛋蛋清中，相比傳統(tǒng)的哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，成本更低。這類技術(shù)線的關(guān)鍵瓶頸之一就是胚胎操作環(huán)節(jié)：要把工程改造過(guò)的 PGCs 準(zhǔn)確導(dǎo)入胚胎、并驗(yàn)證它們是否真正進(jìn)入了生殖細(xì)胞系，需要穩(wěn)定可靠的胚胎可視化與操作平臺(tái)。Colossal 稱，其人工蛋的模塊化結(jié)構(gòu)、透明設(shè)計(jì)和可控環(huán)境正好回應(yīng)了這種工業(yè)研發(fā)場(chǎng)景的需求。

但商品化的家禽產(chǎn)業(yè)很可能不會(huì)買賬。畢竟，普通母雞一年大約就能產(chǎn) 300 顆蛋、成本極低，廠商幾乎沒(méi)有動(dòng)力去改用這種系統(tǒng)。

比復(fù)活滅絕鳥類更緊迫的事

在 Colossal 的努力復(fù)活滅絕物種之時(shí)，真實(shí)世界的問(wèn)題恐怕更復(fù)雜：地球的鳥類正以前所未有的速度消失，把資源押在復(fù)活上，真的劃算嗎？

Colossal 自己也承認(rèn)，目前，超過(guò)一半的鳥類物種數(shù)量在下降，每八種鳥中就有一種面臨滅絕威脅。杜克大學(xué)（Duke University）生態(tài)學(xué)家斯圖爾特·皮姆（Stuart Pimm）尖銳地指出：導(dǎo)致鳥類減少的最主要力量并不是缺乏復(fù)活技術(shù)，而是棲息地喪失、與建筑玻璃幕墻碰撞、戶外散養(yǎng)貓的捕食。

當(dāng)然，這并不構(gòu)成對(duì)人工蛋技術(shù)本身價(jià)值的否定。人工蛋的工程突破是真實(shí)的，保育和生物技術(shù)應(yīng)用的潛在用途也是清晰的。但距離“巨型恐鳥從一顆實(shí)驗(yàn)室人工蛋里破殼而出”的場(chǎng)景，至少還隔著以下幾關(guān)：基因組完整復(fù)原、PGC 穩(wěn)定培養(yǎng)、跨物種 PGC 移植與生殖系傳遞、目標(biāo)表型表達(dá)的逐一驗(yàn)證，以及最后整套發(fā)育系統(tǒng)在巨型蛋尺寸上的工程放大。

每一關(guān)都是獨(dú)立的難題，每一關(guān)都沒(méi)有現(xiàn)成答案。

Colossal 僅成立不到五年，已經(jīng)通過(guò)新聞?shì)浾摀纹鹆擞邢胂罅Φ纳虡I(yè)敘事和估值。我們似乎很難否認(rèn)其客觀科學(xué)價(jià)值，只是這種價(jià)值是否等同于“復(fù)活滅絕物種”，在公司描述的一切均屬實(shí)的基礎(chǔ)上，仍需更多公開(kāi)數(shù)據(jù)和獨(dú)立驗(yàn)證。

26 只健康小雞固然是一個(gè)值得記錄的工程節(jié)點(diǎn)，但它孵出的動(dòng)物距離恐鳥，就像他們此前宣稱要復(fù)活猛犸象，結(jié)果先培育出一堆長(zhǎng)毛小鼠一樣遙遠(yuǎn)。

參考內(nèi)容：

https://colossal.com/colossal-biosciences-artificial-egg-dodo-moa/

https://www.nationalgeographic.com/science/article/artificial-egg-colossal-chickens-moa-dodo

https://www.nature.com/articles/d41586-026-01535-3

運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍

注：封面/首圖由 AI 輔助生成