突破性别枷锁 中国培育出全球首隻孤雄生殖小鼠

【博闻社】11日深夜,中国科学领域出了一个重磅新闻!數以百萬年來,精子和卵子的結合被認為是高等動物新生命誕生的必經之路,同樣維繫着人類種族的繁衍。不過,中國科學家周四深夜宣布重要科研成果,在世界上首次成功培育出具有兩個父系基因組的孤雄小鼠,有望突破性別的枷鎖。

中國科學院動物研究所研究員胡寶洋、周琪和李偉團隊合作,通過對單倍體胚胎幹細胞進行印記基因修飾並利用該細胞進行複雜胚胎操作的形式,得到了世界上首隻雙父親來源的小鼠,以及性狀正常的雙母親小鼠。相關工作已於周四以長文的形式,在國際學術期刊《細胞幹細胞》(Cell stem cell)上發表。

中科院動物研究所指出,與孤雌生殖對應的孤雄生殖極其罕見,迄今只在一種斑馬魚中發現孤雄生殖。然而對於高等哺乳動物,無論孤雌生殖或孤雄生殖都不存在。科學家們人工構建出的孤雌或孤雄胚胎均在發育早期死亡。在爬行類和兩棲類不存在、而在哺乳類進化出來的印記基因被認為是阻礙哺乳動物同性生殖的重要因素。日本東京農業大學河野友宏領導的團隊曾在未成熟卵中刪除兩個印記控制區段,首次成功得到活的孤雌小鼠,引起廣泛關注。

中國科學家通過精確修飾孤雄單倍體幹細胞上6個印記基因,並將其與另外一枚精子同時注射到小鼠去核卵中,經歷多輪改造後,培養成胚胎幹細胞,通過四倍體補償的方式可以得到後代。然而,這種個體存在很多健康問題並不能存活。科學家將另外一個重要印記基因進行精確修飾後,終於獲得更為正常、健康的雙父親小鼠,並實現了短期的存活。

這一研究成果證實,即使在最高等的哺乳動物中,孤雄生殖也有可能實現。此前科學家們已經培育出了兩個母系基因組的孤雌小鼠,孤雄小鼠的誕生,意味着在基因層面上,中國科學家對性別的理解和掌控能力都有了進一步的提升。

研究也證實,更完善的印記修飾能夠完全跨越孤雌生殖障礙,獲得健康發育的孤雌動物。得到孤雄小鼠需要更多的印記修飾,而所有的孤雄小鼠均無法存活至成年,意味着相比孤雌生殖,孤雄生殖有着更多的障礙。該些發現對理解基因組印記的進化、調控和功能具有重要意義,對於開發新的動物生殖手段也有重要價值。

东网等报道综合