科学家利用基因工程创造出具有两个雄性父母的老鼠 | 路透社
Will Dunham
28 号(路透社) - 中国科学家操纵胚胎干细胞,创造了两位父亲的实验室老鼠,这些老鼠已经成年,尽管存在重大的发育异常,他们认为这是哺乳动物基因工程的显著成就。
科学家们表示,如果继续完善,这项研究可能对防止濒临灭绝的物种消失以及为再生医学领域提供信息具有重要价值,再生医学是指用健康的组织或器官替代因疾病或其他因素受损的组织或器官。
这项研究发表在《细胞干细胞》杂志上,重点研究了一组特定的基因,这些基因用于繁殖,创造了所谓的双父代后代,即两个生物学上为男性的父母,而不是一个女性和一个男性。这被称为单性繁殖。
尽管已知哺乳动物仅通过性繁殖,但其他脊椎动物,如某些爬行动物、两栖动物、鸟类和鱼类,已经通过单性繁殖繁衍后代。这是一种称为孤雌生殖的现象,其中一个胚胎是由未受精的卵子形成的。
在这项新研究中,研究人员通过基因编辑小鼠胚胎干细胞,针对一类特定的哺乳动物基因,这些基因被称为印记基因,研究人员解释说,这类基因大约有200个。
干细胞是可以转变为各种身体组织的细胞。存在于早期胚胎中的胚胎干细胞具有转变为发育中胎儿的所有细胞类型的能力。
大多数类型的干细胞灵活性较差,仅能帮助维持和恢复其所在的组织和器官。
研究人员解释说,他们修改了20个印记基因,并使用克隆技术创造了双父鼠。
“一般认为,印记基因充当‘锁’,阻止哺乳动物进行单性繁殖。然而,这一广泛接受的假设直到现在都没有得到确凿的证明,”参与研究的中国科学院发展生物学家魏丽表示。
“这是一项以动物模型为中心的基础科学研究。并不打算将这种实验扩展到人类,”她补充道。
研究人员创造了1,081个胚胎。其中,大约12%存活到出生,这一数字远低于正常水平。
总共出生了84只雄性幼犬和50只雌性幼犬,其中不到一半活到了成年。那些活到成年的幼犬表现出发育缺陷,寿命较短,并且是无生育能力的。
“双父鼠表现出发育障碍,包括颅面畸形,其面宽/长度比正常鼠更大。它们在吃奶方面也存在困难,”中山大学发展生物学家、研究的共同作者罗冠铮解释道。
研究人员想出了通过失活一个特定的发育基因来显著缓解这两个缺陷的方法。
“然而,老鼠仍然表现出行为异常(……)与此同时,双父鼠的无能可能是由于印记基因的过度修改,因为这些区域在发育中发挥着多种功能,”Luo补充道。
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