两个“爸爸”也能生“娃”？中国科学家培育出“双父”小鼠
今天，英国卫报、Newsweek、人民网等国内外主流媒体都报道了一则科技新闻：中国科学院的研究人员最近实现了一项重大突破，他们利用干细胞和基因编辑技术孕育出了一只来自“两个父亲”的小鼠。这项研究于10月11日发表于Cell Press细胞出版社旗下干细胞领域旗舰期刊 Cell Stem Cell 上。
“同性繁殖”在生物界并不是新鲜事儿，这种孕育后代的方式普遍存在于植物、爬行动物、两栖动物和鱼类身上。但对于哺乳动物来说，同性繁殖却是一个巨大挑战。
中国科学院的研究人员对Cell Press表示，哺乳动物在进化过程中，为了区分精子和卵子，在各自的基因位置上进化出了类似于“锁”一样的印记基因。所以要成功孕育后代就必须有分别来自父母双方的基因，除非能对这些印记基因作出改变。
此前，科学家们曾通过细胞再生技术在哺乳动物的同性繁殖方面做过一些尝试，并孕育出了来自“两个母亲”的小鼠。然而，这些小鼠有很明显的生理缺陷，说明这种方式本身还是缺乏实用性。
而后，中科院的研究人员选择使用单倍体胚胎干细胞（Haploid ESCs）来寻找突破点。
他们利用基因编辑技术，对雌性亲本DNA单倍体胚胎干细胞（Haploid ESCs）基因组的三个印记区域进行删除，随后将其注射到另一只雌性小鼠的卵子中。最终210个来自“两个母亲”的胚胎培育出了29只健康的小鼠，都活到了成年，并相继孕育了自己正常的后代。
在雌性间的同性生殖取得重大突破之后，科学家们又将目标瞄准了雄性同性生殖，这次他们需要找到限制雄性单倍体干细胞的“枷锁”。研究人员依然采用单倍体胚胎干细胞基因编辑技术，将仅含雄性亲本DNA的单倍体胚胎干细胞编辑之后，与来自另一只雄性小鼠的精子一起注射到具有其细胞核的卵细胞中，从而移除其雄性遗传物质。这就产生了仅含有来自两个雄性亲本基因组DNA的胚胎。之后将这些胚胎转移到代孕“母亲”身上，后者将它们继续孕育到足月并顺利生产。
虽然这12只来自“同一个父亲”的幼仔在出生之后只存活了48小时，但对于生物界而言已经是非常大的科研突破了。研究人员们告诉Cell Press，他们正在着手改进这一过程，以使得此后孕育的小鼠可以活到成年。
研究论文的作者对Cell Press表示，目前在其他哺乳动物中采用单倍体胚胎干细胞基因编辑技术进行同性繁育仍存在障碍，需要研究人员对每个物种独有的印记基因进行识别，即使在培育成功之后，也要密切关注后代是否会在成长过程中出现不正常的变异。他们希望在未来能继续探索这些技术。但对于人类而言，同性繁殖依然在道德和伦理层面面临很多障碍和挑战。
CellPress细胞科学
Cell Press细胞出版社官方微信
长按识别关注，阅读有深度的科学
该论文刊载于Cell Press细胞出版社旗下干细胞领域旗舰期刊Cell Stem Cell。Cell Stem Cell 主要发表干细胞领域最新的原创性成果，同时也高度关注技术革新、基础研究转化与再生医学、临床试验及伦理规范等，致力于涵盖从基础研究到临床应用等整个干细胞生物学领域。
论文原标题：“Generation of Bimaternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region Deletions”
论文网址：
https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(18)30441-7
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
作者联系方式：
胡宝洋 研究员
中国科学院动物研究所
byhu@ioz.ac.cn
周琪 研究员
中国科学院动物研究所
qzhou@ioz.ac.cn
李伟 研究员
中国科学院动物研究所
liwei@ioz.ac.cn
点击阅读论文全文