哺乳动物同性之间也能产生后代了?

研究人员首次利用两只母鼠的DNA培育出了健康的幼鼠,其中一些幼鼠已经成年并有了自己的后代。科学家们还利用来自两个父亲的联合遗传物质培育出了幼鼠,尽管这些幼鼠只活了几天。

 

发表在Cell Stem Cell上的一份研究报告中描述了该团队用来培育幼崽的方法,揭示了健康胚胎发育所必需的重要遗传因素。但科学家怀疑这项技术是否能应用于人类。

 

有些动物,如某些种类的鸟类、鱼类和蜥蜴,只能通过一种性别或一个个体进行繁殖。然而,哺乳动物需要异性来创造下一代。

 

科学家们认为这是由于基因印记,一种附着在DNA上并关闭基因的小化学标签。他们已经发现了大约100个这样的标签,其中许多是在影响胚胎生长的基因上发现的。

 

许多在一种性别中被标记的基因在异性中仍未被标记。在胚胎中结合两个相同的标记基因——这将发生在同性父母身上——会导致其死亡。

 

为了克服这一障碍,北京中科院发育生物学家周琪和他的团队使用实验室培育的精子或卵子胚胎干细胞。这些细胞只有一组染色体,并且像大多数细胞一样,含有能产生化学标签的遗传区域。

 

 

在反复试验的过程中,根据之前的研究结果,研究人员分批删除了这些基因区域,寻找可以在不停止产生健康胚胎的情况下移除的基因组。随后,研究小组将一只雌性老鼠的干细胞与另一只雌性老鼠的卵子结合起来,从两只母鼠身上培育出了幼崽。他们还从雄性中取出一个干细胞,并将其与另一个雄性精子一起注射到没有细胞核的卵子中,从而产生两个父亲的后代。

 

在删除了三个基因区域后,科学家们成功地从两只雌性老鼠身上培育出29只活老鼠,其中7只还拥有了自己的幼仔。研究小组需要删除7个区域,才能从两只雄性老鼠身上产生出12只幼鼠,但这些幼鼠在出现呼吸困难和组织中多余液体等问题后仅存活了2天。

 

 

周说,这些结果揭示了一些最重要的遗传区域,这些遗传区域可以阻止哺乳动物在没有异性的情况下繁殖。它还表明“在同性哺乳动物之间繁衍后代的一种全新而清晰的方式”。

 

 

然而,科学家怀疑这项技术是否能应用于人类。以色列雷霍沃特Weizmann Institute of Science的分子遗传学家Jacob Hanna说:“即使不是全部,他们培育出来的大多数胚胎仍然是异常的,无法存活。”两位母亲的胚胎移植成功率仅为14%,两位父亲的成功率为2.5%。“我认为这几乎不可能用于临床应用,”Hanna说。

 

“当你繁殖时,你真的希望每个因素都能产生良好的结果,”马里兰州巴尔的摩卡内基科学研究所的生殖生物学家Allan Spradling说。但是没有任何迹象表明这些老鼠是多么正常,例如它们对疾病的敏感程度,他补充道。Spradling说:“我不认为这将导致人们在遗传上有两个母亲或两个父亲的人成为常规的事情。我们对它的理解还不够透彻,如果推进得太远,可能风险太大。”

 

参考文献:

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

 

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