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【英超联赛外围】今天,Nature在头版头条报导了一个由中国研究者构建的根本性生命进展——亲代是两只雌性小鼠的子代小鼠,成功长大成熟期,又产下了自己的子代!这一研究原文公开发表在Cell干细胞子刊上,除了发布上述成果,还发布了目前使用双雄亲代生产子代的进展,以及对哺乳动物乃至人类生殖奥秘的更进一步剖析——这是啥研究?这项研究来自中国科学院胡宝洋研究员、周琪研究员和李伟研究员的团队合作。实践中成果有二:一是大大提高了双雌小鼠后代的质量,不仅提升了子代存活率,也使子代更加相似野生型小鼠,且顺利生育了第三代;二是尝试了双雄生殖,尽管仍然必须卵细胞和子宫,但子代的DNA几乎来自两只雄鼠,较为失望的是绝大部分双雄子代在48小时内因为相当严重的出生于发育缺失丧生。除了倍受注目的“顺利生育第三代”,这项研究在理论上的贡献也是根本性的,它找到了要求否必须双性别生育的100个基因印记,在原理上说明了双性生殖的奥秘。

以色列希伯来耶路撒冷大学干细胞和基因研究中心的主管就回应,这项研究很大的拓展了人类“在哺乳动物上能构建的可能性”。明确是怎么做的?上面提及的“基因印记”原本在有所不同性别中,其电源状态是有所不同的,而在同一性别中,其状态完全相同。长时间情况下,我们哺乳动物必须分别来自雄性和雌性亲代的基因,来已完成生长发育。

因此,如果用于两条同一性别的基因融合,建构出有的生命不会因为两边基因印记电源状态几乎一样而无法长时间发育,造成丧生。中科院建构单一性别子代,用于的办法就是基因编辑掉其中一方的基因印记,使得最后融合的时候两边的基因印记更加相似雌雄融合的基因印记,来确保后代的生长发育。双雌和双雄的具体做法有些有所不同。

总的来说,他们再行生产出有编辑过基因印记的胚胎干细胞,这种干细胞和长时间的干细胞有所不同,它像生殖细胞一样只所含一半的基因。到这里为止双方原理是一样的。在双雌生殖中,研究人员将“自定义”的雌性胚胎干细胞与卵细胞融合,然后植入替换分娩小鼠子宫内,之后产下子代——流程比较还是比较简单的。

双雄生殖就比较复杂了,虽然说道是双雄,其中还是要中用雌性小鼠的卵细胞和子宫。因为和精子融合的“自定义”雄性胚胎干细胞没有办法必要构成胚胎,所以必须把它们静脉注射到赖斯卵细胞中去以取得发育生命的有可能,然后仍然必须雌性小鼠替换分娩。从流程图看也比双雌简单。

最后出来的结果也不尽相同。双雌小鼠交配,早在2004年就由日本的研究者已完成过,当时,从400枚特制胚胎中,最后顺利交配出有10只子代小鼠,仅有1只顺利茁壮到成年阶段。这么较低的成功率主要是因为当时对基因印记的理解过于全面。

这一次,中科院在更加了解的理解了基因印记的状态与适当功能之后,从210枚胚胎中建构出有29只双雌小鼠子代(成功率14%),其中7只又顺利产下了归属于它们的子代——一只成年的双雌生殖子代小鼠,旁边是它自己的幼崽在双雄小鼠方面,研究组从477枚胚胎中一共建构了12只双雄子代(成功率2.5%),但是因为可怕的发育缺失(比如呼吸困难),其中10只在两天内丧生,剩下2只也没有能活到成年——部分小鼠的缺失形态,左边为消化道膨出,右边为无法合眼偷偷地说一句,因为带上Y的精子无法构成孤雄单倍体胚胎干细胞,所以双雄生殖使用的是雄鼠中的X染色体两两人组。所以两个爸爸不能长成女儿,上面这12个早夭的双雄生殖产物也都是女孩子……人类离单性生殖还有多近?尽管这个成果令人振奋,但许多研究者和医学专家指出,这离临床简单还是较为很远的。

WeizmannInstituteofScience的分子基因专家JacobHanna就指出,这项研究现阶段显然不有可能被容许用作临床。因为“绝大部分他们建构的胚胎都不长时间而且想到了”,显然,14%和2.5%的成功率还是很低的。此外,尽管这项研究在基因印记对双性交配的影响理解上早已是一个极大的变革,但研究组也未能几乎使双雌生殖的子代在传达上与野生型完全一致,所以仍然有一些问题尚待我们探寻。PS:那7只双雌子代小鼠,与长时间雄性小鼠交配,总共生下22只后代,其中13只存活到了成年,9只在出生于后迅速丧生。

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参考文献:https:///2018/10/11/mice-same-sex-parents-stem-cells-crispr/https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09._英超联赛外围。

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