老鼠基因型的鉴定方法（中科院成功实现老鼠同性繁殖）

老鼠是哺乳动物，但它们不必像探索频道上播放的那样繁衍后代。这是近日发表在《干细胞》杂志的一篇新论文的研究成果。

在这篇论文中，中国科学院的研究人员描述了如何利用胚胎干细胞和基因编辑技术进行老鼠同性繁殖的复杂过程。两只公鼠繁殖的后代仅存活了48个小时，但两只母鼠繁殖的后代不仅活到成年，还能跟公鼠交配，从产下自己的后代。

这项研究有助于我们探索一个问题：人类到底需不需要不同性别的双亲？

两只母鼠同性繁殖的一只成年老鼠和她自己的健康后代

对于非哺乳动物来说，孤雌生殖（卵不经过受精也能发育成正常的新个体）并不罕见。

某些鱼类、昆虫甚至（有时）科莫多巨蜥都是采用这种繁殖方式。但就哺乳动物而言，需要生理性别不同的双亲才能诞下幼崽，而且卵必须受精。

长期以来，科学家一直试图弄明白其中的原因，这方面的很多研究都用到了我们特别喜欢的实验对象——老鼠。

没有参与这项研究的得克萨斯大学遗传学家理查德·贝林杰（Richard Behringer）说，继承双亲的遗传信息是一大优势，因为“你能进行变异和重构”，从而更加多样化。缺点是需要两个生理性别相反的个体才能生育后代。

没人知道我们为什么会进化成这样，但研究表明，这与遗传信息有关。我们同时需要父母双方的遗传信息才能健康发育。

2004年，日本研究人员率先使用两只母鼠创造出基因改变的幼鼠，它们不仅可以活到成年，还能生育后代。研究人员之所以能成功，是因为他们修改了参与一个重要过程的特定基因。这个过程叫做“印记”。

两只母鼠（或者公鼠）的遗传信息无法结合起来，生下基因没有改变的健康后代。印记是其中的一个原因。

雄性和雌性哺乳动物各自携带了相同数量的染色体，必须相互匹配，DNA才能成功地编码蛋白质，从而创造出生命。但从基因的角度来说，雄性和雌性是不同的。对胎儿健康发育至关重要的一些基因，在雌性体内被“打开”，在雄性体内被“关闭”。这意味着你一半的遗传信息必须来自母亲，另一半必须来自父亲，好让你早期发育所需的所有印记基因发挥应有的作用。然后才是性分化。

20世纪80年代进行的实验显示，雄性和雌性的染色体是不对称的。也就是说，想要生育健康的后代，你不能只使用两组雌性或者雄性的DNA。雄性和雌性的染色体包含了所有的遗传信息，但根据父母一方的性别，被关闭的基因是不同的，这被称为“基因冲突”。而且，两组染色体必须正确地打开后代体内的所有必要基因。研究人员发现，用两只母鼠创造出来的、基因没有改变的老鼠胚胎只发育了10天。“它们会短暂发育，然后死去，”贝林杰说。

2004年，日本科学家使用两个老鼠卵，成功地创造出基本健康的后代。其中一个卵子还未成熟，它有两个重要的印记基因被改为“打开”，就好像这是雄性的遗传贡献。此后，其他研究团队在上述研究的基础上，用两只公鼠来繁殖后代。结果证明这更加困难。

在10月12日发表的那项研究中，中国科学家尝试了另外一种方法。在先前研究的基础上，他们使用了经过基因编辑的胚胎干细胞，只包含一组染色体。他们不是关闭与性别有关的印记基因，而是删除这些基因——就雌性和雄性而言分别有三个和七个。然后，他们把那些胚胎干细胞的细胞核注入卵子或精子，最终发育成拥有两个父亲或者两个母亲的活鼠。那些胚胎干细胞之所以能发挥作用，是因为我们有可能创造出只包含一半遗传信息的胚胎干细胞，并操纵那些信息。

两只公鼠繁殖的后代活了两天左右，而两只母鼠繁殖的后代不仅长大成年，还有了自己的后代。贝林杰说，对雄性干细胞进行更多的编辑，可能让两只公鼠繁殖的后代变得更加健康。但这难以确定，因为我们还没有完全弄懂印记的过程及其效果。不过，这篇新论文提出了一个创造孤雌生殖老鼠的周密方法。“这个技术壮举令我佩服不已，”贝林杰说，“操纵七个基因并非易如反掌。操纵三个基因也不是小事一桩。”

他还说，这篇新论文突显了雄性和雌性基因组在哺乳动物生殖方面的微妙平衡。科学家现在还不知道如何操纵这种平衡，但相关知识对克隆和牲畜养殖具有重大意义，甚至有朝一日可以利用同性配偶的遗传物质，让他们拥有亲生子女。目前用在老鼠身上的同性繁殖过程还不适用于人类。但贝林杰说：“我敢肯定，以后的技术将使人类同性繁殖成为可能。”

翻译：于波

审校：李莉

编辑：漫倩

来源：Popsci

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