哺乳動物同性之間也能產生后代了?

研究人員首次利用兩只母鼠的DNA培育出了健康的幼鼠,其中一些幼鼠已經成年并有了自己的后代??茖W家們還利用來自兩個父親的聯合遺傳物質培育出了幼鼠,盡管這些幼鼠只活了幾天。

 

發表在Cell Stem Cell上的一份研究報告中描述了該團隊用來培育幼崽的方法,揭示了健康胚胎發育所必需的重要遺傳因素。但科學家懷疑這項技術是否能應用于人類。

 

有些動物,如某些種類的鳥類、魚類和蜥蜴,只能通過一種性別或一個個體進行繁殖。然而,哺乳動物需要異性來創造下一代。

 

科學家們認為這是由于基因印記,一種附著在DNA上并關閉基因的小化學標簽。他們已經發現了大約100個這樣的標簽,其中許多是在影響胚胎生長的基因上發現的。

 

許多在一種性別中被標記的基因在異性中仍未被標記。在胚胎中結合兩個相同的標記基因——這將發生在同性父母身上——會導致其死亡。

 

為了克服這一障礙,北京中科院發育生物學家周琪和他的團隊使用實驗室培育的精子或卵子胚胎干細胞。這些細胞只有一組染色體,并且像大多數細胞一樣,含有能產生化學標簽的遺傳區域。

 

 

在反復試驗的過程中,根據之前的研究結果,研究人員分批刪除了這些基因區域,尋找可以在不停止產生健康胚胎的情況下移除的基因組。隨后,研究小組將一只雌性老鼠的干細胞與另一只雌性老鼠的卵子結合起來,從兩只母鼠身上培育出了幼崽。他們還從雄性中取出一個干細胞,并將其與另一個雄性精子一起注射到沒有細胞核的卵子中,從而產生兩個父親的后代。

 

在刪除了三個基因區域后,科學家們成功地從兩只雌性老鼠身上培育出29只活老鼠,其中7只還擁有了自己的幼仔。研究小組需要刪除7個區域,才能從兩只雄性老鼠身上產生出12只幼鼠,但這些幼鼠在出現呼吸困難和組織中多余液體等問題后僅存活了2天。

 

 

周說,這些結果揭示了一些最重要的遺傳區域,這些遺傳區域可以阻止哺乳動物在沒有異性的情況下繁殖。它還表明“在同性哺乳動物之間繁衍后代的一種全新而清晰的方式”。

 

 

然而,科學家懷疑這項技術是否能應用于人類。以色列雷霍沃特Weizmann Institute of Science的分子遺傳學家Jacob Hanna說:“即使不是全部,他們培育出來的大多數胚胎仍然是異常的,無法存活?!眱晌荒赣H的胚胎移植成功率僅為14%,兩位父親的成功率為2.5%?!拔艺J為這幾乎不可能用于臨床應用,”Hanna說。

 

“當你繁殖時,你真的希望每個因素都能產生良好的結果,”馬里蘭州巴爾的摩卡內基科學研究所的生殖生物學家Allan Spradling說。但是沒有任何跡象表明這些老鼠是多么正常,例如它們對疾病的敏感程度,他補充道。Spradling說:“我不認為這將導致人們在遺傳上有兩個母親或兩個父親的人成為常規的事情。我們對它的理解還不夠透徹,如果推進得太遠,可能風險太大?!?/p>

 

參考文獻:

Generation of Bimaternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region Deletions. Cell Stem Cell?. 2018.

 

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