基因編輯第一次用親生父親創(chuàng)造了兩只老鼠

研究人員首次創(chuàng)造了有兩個父親的老鼠。沒有雌性參與這些嚙齒動物的基因組成。

這種不尋常的繁殖發(fā)生在實(shí)驗(yàn)室里，研究人員從他們的父親那里收集干細(xì)胞，并利用它們生產(chǎn)胚胎，植入代孕母親體內(nèi)。這項(xiàng)技術(shù)需要科學(xué)家編輯動物的基因，這樣老鼠才能成熟并出生。然而，研究人員在10月11日的細(xì)胞干細(xì)胞研究報告中報告說，只有父親的老鼠在出生幾天后死亡。相比之下，以前的研究和這項(xiàng)研究表明，一些只編輯了母親基因的老鼠可以活到成年，并有自己的后代。

這項(xiàng)研究的合著者，北京中國科學(xué)院的周琦說，研究人員做這個實(shí)驗(yàn)是為了理解為什么哺乳動物只能有性繁殖，而其他脊椎動物，包括火雞、蛇和鯊魚，有時只有一個父母來繁殖。這些物種的雌性有時會使未受精卵產(chǎn)生后代。這個過程叫做孤雌生殖。

此前，研究人員只利用父親的DNA制作斑馬魚。但在此之前，還沒有人報道過哺乳動物的雄性生殖或雄性生殖。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在這項(xiàng)新研究中，兩個母親的老鼠比平時小，而且還有其他異常。出現(xiàn)這些缺陷是因?yàn)橛揍虖哪赣H那里繼承的一些基因被印記，或者稱為甲基的分子標(biāo)記，附著在基因附近的脫氧核糖核酸上。印記可能會使一些基因更活躍，而另一些基因則不活躍。

因此，研究人員使用了一種叫做CRISPR/Cas9的分子剪刀，切斷了干細(xì)胞中重要基因附近的三個印記區(qū)域，然后利用它們產(chǎn)生胚胎。在植入代孕媽媽體內(nèi)的210個胚胎中，大約有14%是出生的。這些經(jīng)過基因編輯的幼崽發(fā)育正常，成年后生育能力正常。

這只成年雌性老鼠有兩個親生母親。她長大后有了自己的孩子。

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用兩只雄性小鼠的干細(xì)胞進(jìn)行胚胎培養(yǎng)并不那么成功。

為了從兩個父親的干細(xì)胞中獲得胚胎，研究人員必須切除六個印記的脫氧核糖核酸片段。然而，在1023個胚胎中，6個編輯中只有1.2%產(chǎn)生了幼崽。這些嬰兒是正常嬰兒的兩倍大，出生后很快就會死亡。切斷第7標(biāo)記區(qū)域后，幼崽的體型正常，但只有兩只幼崽存活了48小時以上，沒有一只達(dá)到成年。

然而，馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋生物實(shí)驗(yàn)室的發(fā)育生物學(xué)家B. Duygu Ozpolat說，這項(xiàng)工作仍然是理解印象區(qū)在正常發(fā)育中的作用的重要的第一步。他沒有參加這項(xiàng)工作。

她說，這些知識可能有助于糾正印刷錯誤造成的出生缺陷。

Ozpolat說，用單親繁殖哺乳動物也可能有助于只剩下一種性別的瀕危物種。例如，今年早些時候，最后一只北方白犀牛死亡，只留下兩只雌性(SN: 8/4/18，第8頁)。

Ozpolat說：“它可能太貴了，它可能對所有物種都無效，但它是有意義的?！敝劣谀切┫胍黄鹕⒆拥耐园閭H，她說：“這是當(dāng)下遙遠(yuǎn)的未來。”

周補(bǔ)充說，在人身上嘗試這項(xiàng)技術(shù)太危險了。不能保證與老鼠繁殖相關(guān)的印跡區(qū)域與人類繁殖相同。無論如何，他說，“將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于人類不是我們的目標(biāo)之一。”

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