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自古以来，缔造生命年夜协调，保持种族的繁殖皆是一切生命体皆必需要面临的头等大事。虽然自然界中自是有能停止无性生殖（细菌）、孤雌生殖（蜜蜂、蚂蚁）或孤雄生殖的生物存在，但便哺乳动物而言，有性生殖才是新生命出生的必经之路，而精子与卵子的联合才是维系着种族繁殖的纽带。

关于那看似牢不可破的真谛般的存在，来自北京中科院动物研究所的科研者胡宝洋、周琪跟李伟的研讨团队则不知疲倦天摸索生命造成的实质，并胜利攻破人们心中固有的典范生殖纪律。

从左至左离别为李伟、周琪跟胡宝洋

10月11驲，他们正在CellStemCell颁发了一篇文章，指出可经由过程对单倍体胚胎干细胞停止印记基因修饰，和应用该细胞停止庞大胚胎操纵后，便可培育出双亲皆是统一性别（双父或双母）的小鼠，此中双母小鼠起源的一些幼鼠不只能成年，以至另有能拥有本人的昆裔。

实在始终以来，初等哺乳动物之所以须要同性去缔造下一代，是因为其机体内的遗传物质存在一种名为基因组印记（genomicimprinting）的景象，即父本或母本的基因的某些区域会由于被标签化而被“关闭”，并从此得到活性。

因为正在一种性别中所发明的被标识表记标帜的许多基因正在另一性别中并未被标识表记标帜，因此只有来自怙恃单方的基因凑在一起，才气发生互补，让昆裔畸形发育，一旦胚胎中存在两个不异的标识表记标帜基因，便会招致其幼崽殒命。现阶段近似的标签已达100种，且多是正在影响胚胎发展的基因上发明的。

而为了克制这一阻碍，科研者先是经由过程实验室培育的小鼠精子或卵子去培养孤雄/孤雌单倍体干细胞（haESCs）。这些细胞仅存在一组染色体，同时借正在连结了胚胎干细胞的多能性跟分化潜能的根底上，照顾有更少的“基因组印记”。并且haESCs也更濒临于原始生殖细胞（均是DNA低甲基化），可看作为卵子跟精子的前体。

而为了取得了活的单母系跟单父系小鼠，便须要将实现孤雄单倍体干细胞跟孤雌单倍体干细胞之间的转换。虽然那正在印记基因“锁”的存在下并非易事，但科研者则应用魔剪CRISPR体系正在印记基因高低足了工夫。

经由过程重复实验，科研者分批删除基因印记的重灾区，以确保干细胞的遗传物质能连结较好的基因抒发活性。而正在转变小鼠孤雌单倍体干细胞中两个基因印记的重灾区——H19跟Dlk-Dio2基因间区域（IG）后，可以使该细胞正在基因形态上存在了精子的特点。

尔后将删除印记后的遗传物质打针到MII卵母细胞中后，可取得单母亲基因组起源的孤雌小鼠（即2KO-单母系小鼠），但随后也发明成年2KO-单母系小鼠显示出行动迟缓跟发展速率迟缓等问题。

为了确保单母系小鼠能健康成长，研讨小组正在以上两个印记区域被删除的根底上，又此外删除了一个基因印记区域——Rasgrf1，一样打针到MII卵母细胞后造成了210个胚胎，最初只顺遂出生了29只小鼠，此中7只不只顺遂的发展到成年，借拥有了本人的幼仔。明显，3KO的小鼠比2KO的小鼠加倍濒临野生型小鼠。

既然单母系小鼠曾经胜利了，那么又可否获得单父系小鼠呢？经由过程近似的方式，研究者培育出雄性小鼠的单倍体干细胞后，先删除了6个基因印记区域——Nespas（调节NESP跟Nespas），Grb10（调节COBL跟Grb10），IGF2R（调节AIRN跟IGF2R），SNRPN（调节SNURF跟SNRPN），KCNQ1（调节CDKN1C跟KCNQ1），跟PEG3（调节Usp29跟Peg3），随后将其与另一个雄性精子一路打针到不细胞核的卵子中，从而培养单父系昆裔。

基于该胚胎干细胞正在移植到假孕受体小鼠后胚胎发育较着受到限制，以是研究者经由过程四倍体赔偿的方法去获得昆裔，并胜利取得了12只双父系幼鼠。但可怜的是，这些幼鼠均显示出过度生长跟水肿，体重也跨越野生型2倍，并正在诞生后不久后逝世于呼吸困难跟液体内压增长。

随后，研究者又删除了Gnas的免疫印迹区，期冀能改良单父系小鼠的缺陷。但成果发明477个四倍体胚胎仍只有12只幼鼠胜利出生。虽然其异常内压失掉了减缓，可是有10只小鼠正在诞生2天后殒命，而剩下的2只小鼠，也不活到成年。

而细究其原因，研究者发明四倍体胚胎中仍有些小鼠生长发育的必需基因不胜利抒发，并默示即使是大规模的基因组改革，皆没法彻底消除这些印记。

总之，经由过程这项突破性研讨，该研讨团队描写一种培养单父系或单母系昆裔的方式，也展现了安康胚胎发育所必须的紧张遗传因素，同时也再次证实“基因组印记”是哺乳动物超过同性繁衍阻碍的需要因素，也为同性哺乳动物之间发生昆裔供给一种新的明白的方法。

但仍有很多研究者对该技巧是不是合用于人类持思疑立场。WeizmannInstituteofScience的份子遗传学家JacobHanna便默示，即便不是悉数，他们培育出的大多数胚胎依然是异常的、没法存活的。两只雌鼠的胚胎成功率仅为14％，两只雄鼠的胚胎成功率为2.5％。以是这项技巧简直没有能够被容许使用于临床上。

而CarnegieInstitutionforScience的生殖生物学家AllanSpradling默示，当研究者培养同性昆裔时，是真的愿望每一个因素皆能发生优越的成果，可是不任何证据评释这些老鼠是畸形的，好比它们对疾病的敏感水平等。

Spradling道：“我没有认为那将招致人们将含有两个母亲或两个父亲的遗传物质作为通例事物。并且现阶段咱们对这项技巧的相识借不敷透辟，若是走得太远，能够会冒很大危险。”

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参考文献：

1.

2.(18)30441-7

投稿邮箱：tougao@

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