研究人員首次創(chuàng)造了有兩個(gè)父親的老鼠。沒(méi)有雌性參與這些嚙齒動(dòng)物的基因組成。
這種不尋常的繁殖發(fā)生在實(shí)驗(yàn)室里，研究人員從他們的父親那里收集干細(xì)胞，并利用它們生產(chǎn)胚胎，植入代孕母親體內(nèi)。這項(xiàng)技術(shù)需要科學(xué)家編輯動(dòng)物的基因，這樣老鼠才能成熟并出生。然而，研究人員在10月11日的細(xì)胞干細(xì)胞研究報(bào)告中報(bào)告說(shuō)，只有父親的老鼠在出生幾天后死亡。相比之下，以前的研究和這項(xiàng)研究表明，一些只編輯了母親基因的老鼠可以活到成年，并有自己的后代。
這項(xiàng)研究的合著者，北京中國(guó)科學(xué)院的周琦說(shuō)，研究人員做這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了理解為什么哺乳動(dòng)物只能有性繁殖，而其他脊椎動(dòng)物，包括火雞、蛇和鯊魚(yú)，有時(shí)只有一個(gè)父母來(lái)繁殖。這些物種的雌性有時(shí)會(huì)使未受精卵產(chǎn)生后代。這個(gè)過(guò)程叫做孤雌生殖。
此前，研究人員只利用父親的DNA制作斑馬魚(yú)。但在此之前，還沒(méi)有人報(bào)道過(guò)哺乳動(dòng)物的雄性生殖或雄性生殖。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在這項(xiàng)新研究中，兩個(gè)母親的老鼠比平時(shí)小，而且還有其他異常。出現(xiàn)這些缺陷是因?yàn)橛揍虖哪赣H那里繼承的一些基因被印記，或者稱為甲基的分子標(biāo)記，附著在基因附近的脫氧核糖核酸上。印記可能會(huì)使一些基因更活躍，而另一些基因則不活躍。
因此，研究人員使用了一種叫做CRISPR/Cas9的分子剪刀，切斷了干細(xì)胞中重要基因附近的三個(gè)印記區(qū)域，然后利用它們產(chǎn)生胚胎。在植入代孕媽媽體內(nèi)的210個(gè)胚胎中，大約有14%是出生的。這些經(jīng)過(guò)基因編輯的幼崽發(fā)育正常，成年后生育能力正常。
這只成年雌性老鼠有兩個(gè)親生母親。她長(zhǎng)大后有了自己的孩子。
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用兩只雄性小鼠的干細(xì)胞進(jìn)行胚胎培養(yǎng)并不那么成功。
為了從兩個(gè)父親的干細(xì)胞中獲得胚胎，研究人員必須切除六個(gè)印記的脫氧核糖核酸片段。然而，在1023個(gè)胚胎中，6個(gè)編輯中只有1.2%產(chǎn)生了幼崽。這些嬰兒是正常嬰兒的兩倍大，出生后很快就會(huì)死亡。切斷第7標(biāo)記區(qū)域后，幼崽的體型正常，但只有兩只幼崽存活了48小時(shí)以上，沒(méi)有一只達(dá)到成年。
然而，馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋生物實(shí)驗(yàn)室的發(fā)育生物學(xué)家B. Duygu Ozpolat說(shuō)，這項(xiàng)工作仍然是理解印象區(qū)在正常發(fā)育中的作用的重要的第一步。他沒(méi)有參加這項(xiàng)工作。
她說(shuō)，這些知識(shí)可能有助于糾正印刷錯(cuò)誤造成的出生缺陷。
Ozpolat說(shuō)，用單親繁殖哺乳動(dòng)物也可能有助于只剩下一種性別的瀕危物種。例如，今年早些時(shí)候，最后一只北方白犀牛死亡，只留下兩只雌性(SN: 8/4/18，第8頁(yè))。
Ozpolat說(shuō)：“它可能太貴了，它可能對(duì)所有物種都無(wú)效，但它是有意義的?！敝劣谀切┫胍黄鹕⒆拥耐园閭H，她說(shuō)：“這是當(dāng)下遙遠(yuǎn)的未來(lái)?！?
周補(bǔ)充說(shuō)，在人身上嘗試這項(xiàng)技術(shù)太危險(xiǎn)了。不能保證與老鼠繁殖相關(guān)的印跡區(qū)域與人類繁殖相同。無(wú)論如何，他說(shuō)，“將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于人類不是我們的目標(biāo)之一。”
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