这些胚胎中后来有2只小鼠出生 。这是科学家首次编辑印记基因并成功实现哺乳动物的孤雌生殖 , 此后该研究领域引起广泛关注 。
2007年 , 韩国科学家黄禹锡曾在一次学术造假中 , 意外地创造出人类孤雌生殖干细胞系 。该研究并非出于繁衍目的 , 而是尝试用于干细胞疗法 。
其他学者在2019年复现了该偶然事件 , 证实在现代技术支持下 , 人类可以进行单性生殖 。
在中国 , 2016—2018年中科院动物研究所相关团队发现 , 单倍体胚胎干细胞中的基因组印记更少 , 潜在的影响也更容易消除 , 这使得哺乳动物单性生殖的实验研究成功率变高 。
他们利用干细胞技术和基因编辑技术 , 不仅得到了健康的双母亲来源的小鼠 , 还诞生了世界上首只双父亲来源的小鼠(即孤雄繁殖) 。相关论文刊登于《细胞—干细胞》 。
对比此前的研究 , 魏延昌团队此次在试验中换了一把不同的“剪刀”——应用最新的基因编辑技术来编辑印记基因——对特定的关键印记基因进行对应的甲基化和去甲基化 , 不仅更精准 , 其可编辑的基因数也更多 。
同时 , 他们使用了PB1这个此前常被忽略的细胞 , 让孤雌生殖从需要“两个卵母细胞”变成“一个卵母细胞和一个极体” 。
黄荷凤总结说:“尽管近年来该领域的研究还是围绕印记基因编辑的思路做文章 , 但可以看出 , 相关研究技术和研究策略正在一步步走向深入、不断精进 。”
为何研究哺乳动物单性生殖?
需要指出的是 , 尽管研究不断改良、优化 , 效率逐步上升 , 但卵细胞基因修饰后培养出新个体的成功率仍然很低 。
那么 , 科学家为何还要研究哺乳动物的单性生殖?
魏延昌团队在论文中写道 , 这项研究结果表明 , 可以通过对多个关键基因组印记控制区域的表观遗传重写来实现动物的孤雌生殖 , 这或为农业、科研和医学研究开辟新道路 。
也有生物学专家表示 , 首先 , 相关实验再次证明了哺乳动物孤雌生殖的障碍是一部分基因组印记;其次 , 类似研究也提供了一些重要信息 , 这些信息可以帮助理解各种基因在发育过程中的作用 , 甚至帮助理解某些不育症和先天疾病的起源 , 进而探索生殖的奥秘 。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1073/pnas.2115248119
https://doi.org/10.1038/cr.2015.151
https://doi.org/10.1038/nature02402
https://doi.org/10.1089/clo.2007.0063
https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2010.07.001
https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
【小鼠|“姊妹”帮忙,小鼠产崽不需“男方”】《中国科学报》 (2022-03-14 第1版 要闻)
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