猛犸象能复活了吗?科学家刚刚成功提取了DNA,为何还不克隆?

2024-05-13 01:13

1. 猛犸象能复活了吗?科学家刚刚成功提取了DNA,为何还不克隆?

 1996年7月5日,绵羊多莉出生,这是世界上第一只成功克隆的人工绵羊。
   克隆技术的成功实现,让人们看到了希望。这种技术在未来有着广阔的前景,不仅可以拯救濒危动物,甚至有可能复活已经灭绝的生物。一时之间,通过克隆技术复活恐龙等古生物的呼声此起彼伏。
      除了恐龙之外,还有一种生物被复活的呼声非常高,那就是猛犸象。虽然比恐龙差一点,但和其他古生物相比,猛犸象的知名度和出现在各种影视节目中的频率要高得多。因此,很多人都希望看一看这种动物的真实面貌。
   但是,克隆并不是那么简单的事情,首先要考虑的问题就是要有完整的基因组。然而, 承载基因的DNA又非常不稳定,在生物死亡后很容易被破坏,导致科学家们始终没有获得足够的猛犸象DNA。 
   令人兴奋的是,就在最近,一个国际遗传学家团队成功地完成了迄今为止最古老猛犸象的DNA测序。在生活于70-120万年前西伯利亚地区的三只猛犸象牙齿中,他们提取了它们的DNA,并且展示了一种此前从未发现的猛犸象谱系。
      这个时间有多古老呢?简单解释一下,虽然猛犸象种族在180万年前就活跃在地球上了,但我们最熟悉的、被称为长毛象的真猛犸象也是在80万年前才出现。也就是说,这一次实现DNA测序的猛犸象比长毛象还要更加古老。
    幸运的是,和恐龙、巨犀这种古生物相比,猛犸象生存的时代要更加接近现代。同时,它们又普遍生活在地球北方的极寒地带,这样的低温也更适合遗体的保存。 
   这一次提取的猛犸象DNA,来自于几十年前出土于俄罗斯阿德恰的三颗猛犸象牙齿化石。其中最年轻的一颗来自于一只生活于70万年前的真猛犸象,另外两颗超过100万年的牙齿化石,应该是来自于猛犸象家族中最大的草原猛犸象。
      令研究人员兴奋的是,来自于约160万年前的样本中所提取出的DNA暗示我们,这可能是此前未被发现的一种新的猛犸象物种。这个物种与其他猛犸象有着共同的祖先,但是在大约200万年前分化出去。
   瑞典乌普萨拉大学的遗传学家Tom van der Valk兴奋地说:“这对于我们来说真的是意外之喜,之前所有的研究都告诉我们,当时的西伯利亚只有一种猛犸象,也就是所谓的草原猛犸象。而我们的DNA分析如今却显示了至少两种基因谱系,本文中称之为阿德恰猛犸象和克莱斯托夫卡猛犸象。虽然现在还不能下定论,但我们推测它们代表着两个不同的物种。”
   这一次的研究,推翻了此前的一些结论。
      此前人们认为,生活于北美洲的哥伦比亚猛犸象是亚洲草原猛犸象在150万年前穿越白令陆桥来到这里生活后演化而来的。而如今的DNA测序结果告诉我们,它们的祖先可能不是草原猛犸象,而是克莱斯托夫卡猛犸象和长毛象杂交后繁衍出的后代。
   好了,相信大家心中最想了解的不是这样复杂的问题,而是我们在开篇所提到的那个:既然已经完成了猛犸象DNA的测序,这是否意味着我们能够通过克隆技术复活猛犸象了呢?
   很遗憾,这目前还是不可能的。
            不过,这一次的研究还是给我们带来了一些好消息。比如通过这些新发现的基因,研究人员可以推测猛犸象的一些性征。不仅如此, 甚至有科学家考虑将其中的基因移植到亚洲象上,从某种程度上算是培养了亚洲象和猛犸象的杂交品种。 
   此外还有一个消息值得振奋,那就是DNA保存的时间或许比想象中要更长,这意味着我们还有机会挖掘到更古老生物的DNA。
   古遗传学中心的分子考古学家Anders Götherström表示:“我们还远没有到达极限,有一个比较经得住推敲的理论认为,我们能够再现200万年前的DNA,甚至有可能往前推到260万年。”这意味着,像猛犸象这样生活在一百万年前并且如今封存在永冻土中的古生物,确实是有可能获得完整DNA的。
      当然了,根据目前的研究,这就是极限了。至于6500万年前就已经灭绝的恐龙,恐怕是很难通过克隆重现人间了。

猛犸象能复活了吗?科学家刚刚成功提取了DNA,为何还不克隆?

2. 猛犸象是如何灭绝的?科学家“复活”了突变基因,或找到答案

  作者:文/虞子期 
   地球上的生物可以说非常多,而对于灭绝生物而言,我们人类基本上是没有办法进行“复活”的,除非具有一定的“复活”基础才可能,而长期以来,关于猛犸象(Mammuthus primigenius)的复活可以说是不断的在传播,但是至今科学家们都还没有办法真正的复活它,而为什么要复活它呢?其实科学家们主要是希望能够复活猛犸象,然后来控制我们气候变化带来的“永久冻土”融化问题。所以说,科学家们的想法还是不错,都是为了环境问题而在继续的努力之中,但是多久能够复活猛犸象,暂时属于一个未知数,当然说到复活,不少的人也想到了这样的一个问题。
   
   那就是说,猛犸象如果复活了,会不会影响我们全球的生物种群呢,对于这个问题可以说暂不明确,但是如果真的说影响的话,在我们北极的生态链之中,肯定会受到一部分的影响,毕竟这是在如今的温度生物链之中多处了一种生物,对于未来的“天敌”如何分配肯定是有争议性的,所以是好处和坏处的共同存在的情况,这里就大概说明下。回头来看看猛犸象出现了一个新的问题。根据《基因组生物学与进化》杂志报告指出,科学家们获得了重大突破,居然“复活”了位于弗兰格尔岛猛“猛犸象”的突变基因,这是什么情况?是有希望将猛犸象重现地球上吗?
   
   当然,这些研究的主要目的并非是“复活猛犸象”,而是研究它在灭绝的时候一个困境或者说是什么导致它灭绝的。根据科学报告指出,大约在4000年前,一小群猛犸象在西伯利亚海岸偏远的北极避难所Wrangel岛上灭绝,这可能是地球上猛犸象最后的消失点,而科学家们在“复活”猛犸象突变基因之后,进行研究表明,在这些猛犸象灭绝之前,它们遭受到了一系列遗传缺陷的困扰,这些遗传缺陷可能阻碍了它们的发育,繁殖和嗅觉能力。同时在种群大规模减少的同时,可能导致远亲之间的近交和低遗传多样性,这种趋势可能会损害了物种或限制了有害遗传突变的能力。
   
   所以这样问题的出现之后,可能导致了猛犸象的灭绝,该结论是由进化生物学家文森特·林奇(Vincent Lynch)博士给予出来最为直接的结论,本身对于猛犸象的种群而言,如果种群数量很小,它们也可能会积累有害的突变,从而导致其灭绝。为了证实这个说法的准确性,研究者们也进行了对其他猛犸象的一些DNA对比,发现兰格尔岛区域的猛犸象遗传基因也存在这样的问题。
   
   所以这也说明了猛犸象的基因缺陷在不同区域的猛犸象身上都是存在的,进一步证明了猛犸象灭绝原因可能是因为它的基因所致。当然具体还有什么问题,科学研究者们也在进一步地进行讨论之中,这只是一个可能性的答案(也就是有可能找到答案了)。
   
   当然对于猛犸象的灭绝原因,并非只有这一种,环境变化导致的灭绝的也说了的。根据科学报告指出,随着气候的变暖,猛犸象被迫向北方迁移,活动区域缩小了,草场植物减少了,使猛犸象得不到足够的食物,面临着饥饿的威胁。还有就是人类的捕杀,在人类进化史中,人类曾把猛犸象当成食物,把皮毛做成抵御寒冷的衣服。所以这也是导致它灭绝的可能性原因,整体上来说,如今是没有一个确定性的说法,未来还有其他研究我们再来看看吧。
   
   确实如果站在气候的问题上将生物灭绝问题的话,不少科学家也在说明,我们如今的气候严峻性问题,也可能会导致生物的大灭绝,并且随着生态系统的不断改变,人类的活动影响可能会加速这一过程的产生,所以说如今主要的问题我们面临的还是气候问题,如果气候问题解决了,生物的影响将会减少,这就是基本的情况。

3. 突破百万年极限,科学家成功提取165万年前猛犸象DNA

     
     猛犸象  ,曾在非洲、亚洲、欧洲、北美广泛分布,是地球上曾出现过的最大的哺乳动物,也是冰河世纪最具代表性的物种,然而,随着气候变化,适应寒冷气候的猛犸象逐渐减少,大约5000年前,最后一批猛犸象灭绝,也标志着冰河世纪的结束。
     
   猛犸象无疑是一个迷人的物种,而且,它们灭绝的时间并不久远,因此,许多人希望能复活猛犸象,一睹风采,随着在西伯利亚冻土层发掘到保存较为完好的猛犸象遗体,复活猛犸象的梦想似乎不再遥不可及。
     
   实际上,也确实有人在为之努力,其中就包括哈佛大学遗传学家 乔治·丘奇  (George Church) 大神, 他宣称计划复活猛犸象,并将其放归北极地区生活 。
     
   要想复活猛犸象,第一步就是要获得猛犸象的完整基因组。法国古DNA专家  Ludovic Orlando  于2013年在   Nature   发表论文,在一个 56万-78万 年 历史 的马腿骨中成功提取了DNA,这也是之前最古老的基因组数据。
     
   当一个生物体死亡后,其染色体就会破碎成片段,随着时间的推移,DNA链逐渐缩短,以至于即使可以被提取,也无法解读出有用的信息。科学家们一直怀疑, 如果合适的保存条件,古DNA能够保存超过一百万年 。
     
   实际上,科学家之前就从380万年前鸵鸟蛋化石和177万年前的犀牛牙齿中解析了蛋白质序列,但是蛋白质序列蕴含的信息要比基因组序列信息少得多。因此,科学家们对突破百万年门口的古DNA序列耿耿于怀,以期望从中了解哺乳动物早期 历史 ,以及人类先祖的信息。
     
   2021年2月17日,瑞典斯德哥尔摩大学等单位的研究人员在   Nature   杂志发表了题为: Million-year-old DNA sheds light on the genomic history of mammoths  的研究论文。
     
   研究团队从之前在 西伯利亚永久冻土层 中发现的三个 猛犸象 象牙中成功提取了DNA,分别为 165万年、130万年、60万年 。提取的基因组序列长度在4900万碱基对至37亿碱基对之间。
     
   这是人类首次提取超过100万年的古DNA信息,大幅刷新之前的记录。
     
        
   由于 DNA测序技术 和 生物信息分析技术 的进步,研究团队得已从之前发现的三个古老猛犸象化石中提取并分析DNA信息。
     
   其中最古老的名为 Krestovka 样本,来自165万年前,研究团队从中提取了4900万碱基对的基因组数据,名为 Adycha 的样本,来自130万年前,从中提取了8.84亿碱基对,名为 Chukochya 的样本,来自60万年前,从中提取了37亿碱基对。
     
   从象牙化石形状来看,这两个更古老的猛犸象似乎属于草原猛犸象,但进一步基因组分析发现,真实情况要更为复杂,最古老的 Krestovka 样本的猛犸象, 应该是一个全新的猛犸象物种 ,它已于其他北美猛犸象产生隔离。
     
   进一步分析表明,哥伦比亚猛犸象的祖先一半的血统可以追溯到这一最古老的Krestovka猛犸象,研究团队估计,大约在42万年前,这两种猛犸象血统出现了混合。在当时冰河世纪扩张期间,白令海峡结冰,西伯利亚地区和北美地区连接在了一起,使得许多猛犸象有机会接触并产生杂交。
     
      这项研究的意义在于,人类首次突破100万年门槛,获得了百万年前的DNA信息,这一象征性的突破将鼓励全世界其他研究团队的进一步深入研究。
     
   之前科学家曾在43万年前的洞穴中提取了尼安德特人的古DNA,这也是目前发现的最古老的人类亲戚的DNA。永久冻土层中保存在许多古老物种的信息,这一时间极限是260万年,因为在这之前,温度太高,永久冻土层还未形成。
     
   这些发现提示了我们,合适的环境有可能保存着数百万前古代人类先祖的遗骸,在永久冻土层中寻找古人类DNA将是一个梦想。
     
     参考资料:  
    https://www.nature.com/articles/s41586-021-03224-9 
    https://www.nature.com/articles/d41586-021-00436-x 

突破百万年极限,科学家成功提取165万年前猛犸象DNA

4. 科学家提取165万年前猛犸象DNA,科学家此举有何目的?

       当地时间2021年2月17日,国际权威学术期刊《自然》刊发的新发现中显示,科学家从1970年代挖掘的一组猛犸象象牙样本中提取出DNA,并鉴定出一种新的猛犸象物种,该物种的后代在美洲一度繁衍壮大。
       这一发现刷新了DNA能被提取的最久记录——165万年,就来自于这个西伯利亚永久冻土中的猛犸象牙之中,此前的DNA保存记录来自加拿大育空地区,一节距今56万-78万年前的马腿骨。
       法国人类学和图卢兹基因组学中心的古DNA专家路德维希·奥兰多说:”我喜欢这篇论文。我一直在等待,已经等了八年了。”他可能是最受此次发现影响的人,奥兰多及其团队在2013年创造了此前最古老DNA提取鉴定纪录,也就是他们是在马腿骨中提取基因组的。科学家此前假设,如果能够找到合适的样本,古老的DNA可以存在超过一百万年。生物体死亡后,其染色体就会破碎成碎片,随着时间的推移,染色体会变短。最终,DNA链变得如此之小,以至于即使可以被提取,也会丢失过多的遗传信息。奥兰多的研究小组发现,来自加拿大育空地区的马骨中的遗传信息即使是短至25个DNA字母的碎片,仍可被解释。他们预计,在冻土常年不化的情况下,一百万年前的遗骸如果保存完好,也应包含这种长度水平的DNA片段。 奥兰多表示,唯一的问题是,是否存在这样的样本? 因此猛犸象中DNA的提取恰恰证实了奥兰多的猜想。
      使透过DNA信息推演猛犸象的过程变为了可能。斯德哥尔摩瑞典自然历史博物馆的进化遗传学家洛夫·达伦自2007年首次遇到庞大的猛犸象遗骸以来,就一直致力于基因测序。这些猛犸象遗骸由俄罗斯古生物学家安德烈·谢尔挖掘。经过达伦鉴定,这里面有一头真猛犸象和两个被称为草原猛犸象的前身。达伦希望样本中提取的DNA信息能够透露真猛犸象或其他猛犸象的进化过程,但是他之前对这一想法并不乐观。因为近年来,冻土层中发现的许多年代比较近的猛犸象残骸提取结果都不是太好。达伦表示,并不是永久冻土中发现的所有东西都可以正常工作,很多DNA片段都是无效的。从谢尔挖掘的三个猛犸象臼齿中,有两个是从超过一百万年的沉积物中回收的,含有的DNA很少。达伦说,要不是这些样本够老,他可能已经将它们放弃了。还好随着科学技术的发展,最终得到了猛犸象的DNA。
      也许终有一日,我们能知道猛犸象灭绝的真正原因。

5. 如果有猛犸象的DNA,我们能不能复活它?

猛犸象有望复活?俄罗斯科学家通过遗体提取DNA,克隆杂交亚洲象

如果有猛犸象的DNA,我们能不能复活它?

6. 猛犸象两年后可"复活"是真的吗?

日本科学家在做猛犸象复活研究;哈佛大学团队称,猛犸象还有两年就可复活……这两天,国际上关于猛犸象将复活的消息不断传来。19日,华大基因研究院院长、首席科学家、国家基因库执行主任徐讯告诉记者,我国科学家已经恢复了猛犸象细胞的全功能,形成了胚胎细胞,只待合格代孕体,猛犸象就可从4000多年前穿越而来,惊艳回归。

复活只需“三步”
进入位于深圳大鹏新区的国家基因库,首先映入眼帘的就是体型硕大的猛犸象雕塑。而这里的科学家们也正在努力,让它某天可以再次活蹦乱跳地出现在人类面前。

怎样才能让猛犸象复活?徐讯说:“需要三步。第一步,复活猛犸象细胞;第二步,恢复细胞的全功能性,形成胚胎细胞;第三步,找到代孕母体孕育生产出猛犸象个体。”

徐讯介绍,2013年,人们在西伯利亚冰层里发现了完整的猛犸幼象,后来通过幼象的毛发,获得了猛犸象完整的细胞核。“科学家们通过把猛犸象细胞核注入到剔除了细胞核的亚洲象的细胞内,此时的细胞核已是猛犸象的基因组,表现出来的是猛犸象的特征,就此复活了猛犸象细胞。在此基础上让猛犸象细胞重现出猛犸象的胚胎细胞,现在的克隆技术和干细胞技术已实现这一目标,让细胞实现全功能性,就可以发育成完整的胚胎,最后就是繁育出猛犸象个体。”

7. 猛犸象复活计划的面临的技术难关

 提取没有发生变质和损伤的DNA。科学家若将猛犸象克隆成功,一定要确保从冰冻的猛犸象遗骸中提取完整的DNA,而且DNA要保持原有的活性。但从早已灭绝的猛犸象遗骸上取得的DNA是支离破碎的。想拼凑完整的可能性不大。如果细胞核受到损伤,克隆的可能性就非常小了。从冰冻的组织中提取细胞核是一大难关,因为低温会使DNA链断成碎片,很难使用。科学家以前也做过类似尝试,但都以失败而告终。西伯利亚冻土层的平均温度为零下12℃到18℃,按照常理,DNA是无法在其中保持完整的。不过,2008年,日本理化所发育生物中心的若山照彦在这方面取得突破,他从一只冰冻了16年的小鼠身上取出DNA,并成功实现克隆。今天,这项技术自然也在“创生计划”中得到了应用。回顾克隆技术发展,计划的参与者、京都大学名誉教授入谷明对创生成功充满信心:“不久之前,家禽的克隆成功率还很低,但现在已经达到了30%。”在他看来, 关键技术问题已经解决,要做的,就是从冰冻的猛犸遗体上获得高质量的软组织。入谷明表示,他准备在今年夏天重返西伯利亚,去寻找更多保存完好的猛犸尸 体:“我认为我们的成功机会很大,四五年后就能培养出一头健康的猛犸。”为什么要那么久呢?入谷明介绍说,光让母象受孕就需要2年,其后妊娠期还将延续 600天左右。 对公众来说,猛犸无疑是充满魅力的动物。在2005年爱知世博会上,一头冰冻猛犸吸引了大批参观者的目光。科学家同样对猛犸充满了兴趣,对它灭绝的原因争论不休,有人认为,它主要是因为气候变迁灭绝的;还有人认为,人类的狩猎行为也负有很大责任;一些研究者提出,北极圈的漫长寒夜导致幼体断奶期的延迟,从而造成了猛犸灭绝。“创生计划”的负责人后藤和史表示:“如果能创造出一头猛犸,我们对于这种动物的了解就会大大增加,包括它的历史和它灭绝的原因等等。”“计划”已经成了一个国际合作项目,除日本科学家之外,还吸引了来自国外的研究者,其中包括两位美国的非洲象专家,以及俄国猛犸研究实验室主任。然而并不是所有科学家都看好这项计划,有人认为,就算能获得猛犸胚胎,克隆出猛犸的几率也是微乎其微。他们指出,韩国研究者曾尝试过克隆狗,他们将1100个胚胎植入代孕母狗的子宫,最后仅有两只小狗顺利诞生,其中只有一只活了22天。俄罗斯冰期专家阿纳托利·罗兹赫辛指出,就算克隆实验成功,也不代表研究人员重建了过去,因为他们创造的仅仅是一种类似猛犸的新动物:“一般来说,科学家总是能从实验中学到点东西,但是我觉得克隆猛犸未必能增进我们对于这种动物及其生存环境的理解。”其他争议如果能通过克隆技术成功复活猛犸象,对于拯救濒危动物是一大突破性进展。澳大利亚的一个研究小组已经着手研究克隆已灭绝的塔斯马尼亚虎;美国的一个研究小组已经开始尝试复活灭绝的一种野生白山羊。在所有复活计划中,人们最关注的恐怕是恐龙的复活了。从理论上讲,恐龙是不可能复活的。因为经过六千多万年的时间,恐龙的基因都被分解了。科学界对再造猛犸象的计划褒贬不一。赞成者认为,这是一次大胆的挑战,如果成功,将把生物技术向前推进一大步。而反对者认为,从生物学的角度讲,复活猛犸象并不具备特别的意义,因为它在生物进化链上的地位已经很清楚。还有人提出,根据达尔文“物竞天择,适者生存”的进化论,物种灭绝是自然现象;人为干涉生物界的自然淘汰,违背了自然规律。事实上,在电影《侏罗纪公园》中,编剧已经通过灾难性场景的描写,表达出了这种对人类干预自然进程的深层次担忧。  克隆存在的问题自克隆羊诞生之后,科学家就一直希望能利用这种技术克隆出已经濒临灭绝的哺乳动物,比如白鳍豚和被称为动物活化石的大熊猫。但是用克隆技术挽救濒危动物面临着很多难题。首先,现有的克隆技术往往需要很多该动物的卵细胞,而与之相矛盾的是,越是稀有的动物,其卵细胞也就难以得到。多莉就有3个妈妈:一个提供乳腺细胞,一个提供未受精卵,一个负责将胚胎“抚养”成小羊羔。虽然美国已经在异种克隆方面做了很多工作,但是,无法从初期实验的顺利进展中推断是否能最终获得圆满的结果,迄今为止还未成功通过这种方法复制动物。即使复制成功,由于采用的是不同种动物的卵细胞,克隆出的动物是否会与原动物有所不同,也有待于实验结果的进一步证实。其次,濒危动物不仅仅数量少,其濒临灭绝的主要原因是其生殖方面存在的问题,而生殖问题又是克隆技术能否成功的关键。大熊猫数量稀少,对其繁殖过程还存在许多解不开的谜团,例如受精卵在大熊猫子宫中需要多长时间才能着床,人类还无法通过试验来获得这些数据。再比如白鳍豚,不仅数量比大熊猫还少,而且还是水生生物;而将胚胎植入子宫中的技术难度是陆生动物所不可比拟的。再者,克隆还会导致濒危物的遗传多样性下降,可能使其走向灭绝。据1998年8月25日《参考资料》报道:日本所克隆的10头牛已经死亡5只,这说明无性克隆技术还有待于进一步完善。在克隆技术还不太成熟的今天,只能认为克隆技术是保护濒危动物的有效手段之一,但指望克隆技术能使濒危动物彻底摆脱困境却是不现实的,从理论上看也是不可能的。濒危动物保护工作依然任重而道远。

猛犸象复活计划的面临的技术难关

8. 科学家研究了猛犸象那么久,为何却一直不能克隆出一头呢?

一般情况下来说,要具体问题具体分析,科学家研究猛犸象,那么久之后之所以不能克隆出一头猛犸象,也是因为现在科学技术无法支撑克隆猛犸象,而且随着科技的发展,确实能够做到完全意义上的复制猛犸象,但还需要科技的支撑,总的来说现在无法克隆出猛犸象,也是因为以下几个方面的原因。
1,尽管科学家已经研究了很久猛犸象,但是还没有找到可供克隆的DNA数据。其实对我们来说,现在科学家尽管已经研究了很多的猛犸象,但之所以还无法克隆出猛犸象,也是因为现在的科学技术,需要DNA作为支撑,正因为如此,我们从考古发现中还没有发现可供克隆的DNA数据,正因为如此才导致一直不能克隆出猛犸象。
2,之所以科学家不能克隆猛犸象,也是因为现在克隆技术很难支撑完全意义上的克隆,所以说技术受限。尽管科学家已经研究了很长时间的猛犸象,也是因为现在科学技术很难支撑,所以说正因为如此,尽管有DNA遗传数据,但是由于技术的复杂程度,所以说即使有了可供克隆的DNA遗传数据,也很难做到完全意义上的克隆。
3,克隆猛犸象并非完全意义上的克隆多利羊,技术难度上出发也是存在很多的技术难题,所以说很难实现完全意义上的克隆。其实之所以科学家研究了很长时间的,老马相也很难克隆出来,也是因为克隆猛犸象的技术难度系数较高,而且相对于现在科技水平来说是很难做到完全依靠遗传物质金融克隆生物的,正因为如此导致技术受限,很难完全意义上的考虑出来。
其实对我们来说,之所以科学家研究猛犸象,也是很难克隆出来,也是因为多方面原因,最主要是因为技术受限,所以说没有可供现在科技水平克隆DNA数据,所以说导致无法克隆出来。
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