新春重磅!科学家成功让两只雄性小鼠生出后代,人类“男男生育”还有多远?

文摘   2025-01-29 21:52   黑龙江  


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“男男”也能生孩子?科学家揭示重磅发现,打破传统生育观念




每到春节回家,已婚的朋友们常常成为长辈们的催生对象,似乎“生育重任”就该由女性来承担。然而,为什么男性不能也参与其中呢?随着科学不断进步,甚至一些曾经被认为不可能的事物正逐渐走进现实。就在大年初一,科学家们在一篇震撼全球的论文中提出了一个前所未有的观点:“男男”也能生孩子!这项研究打破了传统生育观念,为我们展示了科学在生育领域的革命性突破。研究表明,通过先进的技术手段,男性在理论上也可以承担起怀孕和生育的责任。虽然这项技术仍处于初步阶段,但它为未来的生育方式开辟了全新的可能性,挑战了我们对性别和生育角色的传统理解。这不仅是科学的进步,也可能改变我们对家庭和生育的看法。




突破性成果:成功培育父系遗传的孤雄小鼠,为单性生殖和再生医学开辟新路径




2025年1月28日,中国科学院动物研究所、北京干细胞与再生医学研究院与中山大学的研究团队联合发表了一项突破性的研究成果,论文发表于《细胞-干细胞》(Cell Stem Cell)杂志,文章题为“Adult bi-paternal offspring generated through direct modification of imprinted genes in mammals”。该研究通过创新性的印记基因修复技术,成功培育出一只所有遗传物质来自父本且能够健康存活至成年的孤雄小鼠。这一成果不仅为深入理解哺乳动物的单性生殖障碍提供了新的视角,也为再生医学领域的研究开辟了潜在的新途径。

在这项研究中,科学家们通过对小鼠胚胎进行基因修复,克服了传统单性生殖中因父母基因印记不同步而导致的发育障碍,成功地让仅含有父方遗传物质的小鼠在自然环境中健康成长。该技术为基因修复、胚胎发育及细胞重编程等领域提供了重要的实验模型,同时也为再生医学的进展带来了新的希望,尤其在生殖医学、干细胞疗法和遗传疾病治疗等方面展现了巨大的应用潜力。

研究表明,通过先进的技术手段,男性在理论上也可以承担起怀孕和生育的责任。虽然这项技术仍处于初步阶段,但它为未来的生育方式开辟了全新的可能性,挑战了我们对性别和生育角色的传统理解。这不仅是科学的进步,也可能改变我们对家庭和生育的看法。




研究背景




在哺乳动物中,基因印记是一种特殊的表观遗传现象,它使得某些基因只表达来自父本或母本的等位基因。这种印记基因在胚胎发育、胎盘形成和后天行为中起着关键作用。然而,印记基因的异常表达常常导致胚胎发育失败,这在克隆动物和胚胎干细胞研究中尤为突出。例如,在克隆过程中,由于印记基因的错误表达,胚胎往往无法正常发育,导致流产或出生后死亡。此外,胚胎干细胞在分化过程中也容易出现印记基因的异常,限制了它们的应用潜力。因此,如何纠正印记基因的异常,成为再生医学和动物克隆领域的一个重要挑战。本研究正是针对这一问题,探索通过基因编辑技术纠正印记基因异常,以促进双父系胚胎的正常发育。




研究方法




研究者们采用了CRISPR/Cas9基因编辑技术,这是一种革命性的基因编辑工具,能够在特定的基因位置引入精确的突变。在本研究中,研究者们设计了一系列的sgRNA,针对20个关键的印记基因区域进行编辑,包括基因缺失、移码突变和调控区域的修改。这些编辑的目的是纠正双父系胚胎中由于印记基因异常导致的发育缺陷。为了验证编辑的效果,研究者们不仅在细胞水平上进行了检测,还通过胚胎移植将编辑后的胚胎植入代孕母鼠体内,观察其发育情况。这种方法不仅能够直接验证基因编辑对胚胎发育的影响,还能为后续的再生医学应用提供重要的数据支持。




研究内容




基因编辑与双父系胚胎的构建

研究者们首先从精子中诱导产生了单倍体胚胎干细胞(ahESCs),这些细胞只包含父本的基因组。然后,他们利用CRISPR/Cas9技术对这些细胞中的20个关键印记基因区域进行了编辑。编辑完成后,将这些经过基因编辑的ahESCs与精子共同注入去核的卵母细胞中,构建出双父系胚胎。这一过程不仅需要精确的基因编辑技术,还需要高度的实验操作技巧,以确保胚胎的正常形成。

胚胎发育与表型分析

接下来,研究者们将构建好的双父系胚胎移植到代孕母鼠体内,观察胚胎的发育情况。他们发现,经过基因编辑的双父系胚胎能够成功发育至成年小鼠,尽管存活率相对较低。通过对出生小鼠的详细表型分析,研究者们发现,经过编辑的小鼠在出生时表现出正常的呼吸功能和内脏器官大小,但仍然存在一些问题,如吸吮能力不足和生长过快。这些问题提示,尽管基因编辑在一定程度上纠正了印记基因的异常,但仍有一些发育障碍需要进一步解决。

行为与生理功能检测

为了深入了解基因编辑对双父系小鼠的长期影响,研究者们对成年小鼠进行了行为学测试和生理功能检测。他们发现,双父系小鼠在旷场实验中表现出焦虑行为减少,这可能与它们大脑中某些基因的表达变化有关。此外,这些小鼠还表现出生长速度加快和颅骨早闭等特征,这些变化可能与印记基因在生长调控中的作用有关。通过RNA-seq技术,研究者们进一步分析了双父系小鼠大脑中的基因表达谱,揭示了基因编辑对基因表达调控的影响机制。




讨论与结论




本研究通过基因编辑技术纠正了双父系胚胎中的印记基因异常,成功实现了双父系小鼠的正常发育。这一成果不仅为理解印记基因在胚胎发育中的作用提供了新的视角,也为再生医学和动物克隆技术的发展提供了重要的技术支持。然而,研究也发现,尽管基因编辑在一定程度上改善了胚胎的发育能力,但仍存在一些问题,如小鼠的吸吮能力和生长调控。这些问题提示,印记基因的调控机制可能比我们目前理解的更为复杂,需要进一步的研究来探索。




个人见解




我认为这项研究具有重要的科学意义和应用价值。通过基因编辑技术纠正印记基因异常,不仅为解决克隆动物和胚胎干细胞研究中的难题提供了新的思路,也为未来的再生医学应用奠定了基础。然而,我也意识到,基因编辑技术的应用需要谨慎对待,尤其是在涉及生殖细胞和胚胎时。我们需要在技术进步的同时,充分考虑伦理和安全问题,确保这些技术能够安全、有效地应用于人类健康和疾病治疗。

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