科學家利用基因工程創造出有兩個父親的老鼠 | 路透社

一種雄性遺傳小鼠 - 由兩位雄性父母所生的小鼠 - 是中國科學家通過胚胎幹細胞工程和克隆技術創造的，左側是該小鼠，右側是同齡同性別的正常小鼠，這張照片是在北京的一家實驗室中拍攝的，時間不詳。李等，細胞幹細胞/通過路透社提供1月28日（路透社） - 中國科學家操控胚胎幹細胞，創造出能夠存活到成年的實驗室小鼠，擁有兩個雄性父母 - 儘管存在顯著的發育異常 - 他們稱之為哺乳動物遺傳工程中的一項重要成就。科學家們表示，如果進一步完善，這項研究可能在未來防止瀕臨滅絕的 瀕危物種的努力中證明有價值，並可能為再生醫學領域提供信息，該領域涉及替換因疾病或其他因素受損的組織或器官。這項研究發表在 細胞幹細胞期刊上，涉及針對一組用於生殖的特定基因，以創造所謂的雙父親後代，即兩個生物學上為雄性的父母，而不是一位雄性和一位雌性父母。這被稱為單性繁殖。雖然哺乳動物被認為僅通過有性生殖繁殖，但某些其他脊椎動物，包括一些爬行動物、兩棲動物、鳥類和魚類，已經通過單性生殖產生後代。這涉及一種稱為孤雌生殖的現象，其中胚胎在沒有受精的情況下從卵子形成。

在這項新研究中，研究人員通過基因編輯小鼠胚胎幹細胞，針對一類被稱為印記基因的哺乳動物特有基因，這類基因大約有200個。

幹細胞是可以發展成各種身體組織的細胞。存在於早期胚胎中的胚胎幹細胞具有發展成發育中胎兒的所有細胞類型的能力。大多數類型的幹細胞靈活性較低，可能僅有助於維持和恢復它們所在的組織和器官。

研究人員表示，他們修改了20個印記基因，並使用克隆技術創造了雙父小鼠。

“一般來説，印記基因被認為充當一種‘鎖’，防止哺乳動物進行單性生殖。然而，這一廣泛接受的假設之前並沒有得到確鑿的證明，”參與研究的中國科學院發育生物學家李偉説。

“這是一項以動物模型為重點的基礎科學研究。沒有計劃將這種實驗擴展到人類，”他補充道。

研究人員創造了1,081個胚胎。其中大約12%存活到出生，遠低於正常情況。

總共有84只雄性和50只雌性幼崽出生。超過一半在成年之前就死去了。那些達到成年的幼崽都存在發育缺陷，壽命縮短且不育。

“雙父鼠表現出發育障礙，包括顱面畸形，其面部寬度與長度比正常鼠更寬。他們在吮吸方面也有困難，”中山大學的發育生物學家和研究共同作者羅冠正説。

研究人員設計了一種方法，通過失活特定的發育基因來顯著緩解這兩種缺陷。

“然而，這些鼠仍然表現出行為異常，例如傾向於進入開放場測試的中心，這與齧齒動物通常更喜歡待在邊緣的本能行為相悖。雙父鼠的不育可能是由於印記基因的過度修飾，因為這些區域在發育中發揮着多種作用，”羅補充道。

這是涉及雙父實驗室鼠的最新研究。

由日本大阪大學的發育生物學家林勝彥領導的科學家團隊採用了不同的技術進行研究 2023年發佈，通過將皮膚細胞轉化為所謂的誘導多能幹細胞來創造雙父母小鼠，這些細胞可以轉變為任何細胞類型。Hayashi談到這項新研究時表示：“他們的工作與我們的主要區別在於使用基因組編輯來生成後代。”

Hayashi表示，他的團隊的方法並不涉及基因組編輯，除了在某種程度上是微小的，所有通過這種技術獲得的小狗都已成長為成年動物，沒有出現早逝。

他説：“也就是説，這份報告對深入理解基因組印記在哺乳動物發育和生殖技術中的功能做出了重要貢獻。”

中國科學院的發育生物學家李志坤，新研究的第一作者，表示這代表了“哺乳動物基因工程中的一個顯著成就。”他説，這項研究中使用的技術增強了胚胎幹細胞的多能性——即發展成多種細胞類型的能力——他表示，這在再生醫學中發揮着關鍵作用。

他補充道：“對於瀕危物種，這項技術提供了一種通過單性繁殖產生後代的潛在方法，而無需依賴複雜的幹細胞分化過程。”

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