如何讓兩個雄性產生後代？|破解雙父系生殖的基因鎖

如何讓兩個雄性產生後代？|破解雙父系生殖的基因鎖

 

大家早上下午晚上好，我是DrShaw。

 

相信大多數人看到這個標題be like：

 

說實話我也是

 

難道男同的時代終於要開啓了嗎？

 

一篇發表在Nature的研究成功在體外將雄性小鼠的誘導多能幹細胞（iPSCs）分化爲功能性卵細胞，將其人工受精併成功產生雙父系後代。

 

是的，雙父生殖已經成爲可能，同樣的原理在其他的哺乳動物也適用。

 

你可能聽過一些魚類或者兩棲動物會孤雌生殖，但是在哺乳動物卻從沒聽過，爲什麼？

 

中間爲新墨西哥鞭尾蜥，單性生殖

 

你或許會聽過基因組印記（genomic imprinting），簡單來說就是來自父母的染色體經過表觀修飾具有不同的表達特性，一般來說來自父方和母方的基因印記會相互抵消影響，但是如果兩方都是父系或是母系呢？所以這就是是哺乳動物單親繁殖障礙的基礎，同時也促進了遺傳信息的有益交換、進化有利突變的傳播以及後代競爭力的維持。

 

你應該聽過一種嚴重的遺傳病——天使綜合徵（angelman syndrome），它發生的原因就是因爲母源染色體15q11-13的印記基因出現異常的甲基化，患者通常性格開朗，對水特別感興趣，出現嚴重的智力障礙、發育障礙、功能性言語受限或完全喪失、平衡和運動問題、癲癇和睡眠問題。

 

相對的如果是父源染色體15q11-13的印記基因出現異常，則會導致普拉德-威利綜合徵(Prader–Willi syndrome)，也叫做小胖威利綜合症，患者沒有飽腹感會不斷進食導致肥胖和2 型糖尿病，表現輕度至中度的智力障礙和行爲問題，大多數人無法生育。

 

那麼研究人員是如何解開這把鎖的呢？

 

研究人員使用了CRISPR-Cas9技術在小鼠胚胎幹細胞的X染色體敲入一種熒光蛋白以便觀察細胞內X染色體的數量，他們發現當幹細胞長期培養後會自發丟失Y染色體，於是研究人員篩選出XO型的胚胎幹細胞。

 

通過抑制紡錘體將XO型的幹細胞誘導爲XX型的胚胎幹細胞，將其進一步分化爲原始生殖樣細胞（PGCL cells），這些細胞逐漸分化爲卵母細胞的前體細胞，並且分化出的卵母細胞和自然條件下的卵母細胞十分相似！

 

隨後研究人員將雄性小鼠的尾端成纖維細胞誘導爲誘導多能幹細胞（iPSCs），經過和上面相同的操作後獲得了XX型的IPS細胞，不僅可以成功受精也可以發育爲兩細胞胚胎，但是隻有1.1%的胚胎能夠成活發育爲幼崽，這些幼崽也具有正常生育能力。

 

看看這些有兩個爹的幼崽

 

雖然同性生殖成爲可能，但是距離實際應用還有很長的一段路要走，不過對於生殖醫學的發展具有重要意義。