男人和男人也能有下一代了?科学家首次使两只雄性小鼠产生后代

2023年04月02日21:58:04 科学 1549

去年,香港男男同性恋综热播受关注,其中唯一一对配对成功的情侣表示,尽管自己和爱人都是男性,但依旧想要一个属于自己的孩子。可是,男生与男生之间又怎么能产生一个有彼此基因的下一代呢?

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权威杂志《Nature》表示:尽管这个假设很不靠谱,但现在却有成功的可能性。胚胎专家用雄性老鼠的细胞改造成卵子,结果发现,当把这个改造后的卵子受精并植入雌性老鼠体内后,这个改造卵可以发育成健康、可生育的后代。

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尽管这一研究距离被用于人类还有很长的一段路,但这无疑是男男生子的科研路上迈出的最大一步。下面,就让踪述君和大家一起看看这个荒诞的研究。

人为何不能单性生殖?

谈到哺乳动物的繁殖,就不能脱离有性繁殖这个概念,也即哺乳动物的繁殖必定是受到双方影响,雌雄两种生殖细胞缺一不可。然而,在大自然中,并不缺乏单性生殖的存在,一些雌性动物即使存在雄性的情况下,也可以通过单性生殖产生后代,比如鱼类、鸟类和爬行动物,但为何哺乳动物却没有这种能力呢?

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或许哺乳动物是有这种能力的,不过却受限于“基因组印记”,有的基因表达只能来自父本,有的只能来自母本,导致只有父母双全的情况下才能诞生可繁衍的后代。不过这并没有难倒那些疯狂的科学家们,拥有执着求真精神的他们终于让人们看到哺乳动物单性生殖的可能。

无爹生子真可行

2021年,日本京都大学ASHBi研究所在《细胞·干细胞》杂志上刊登了他们的成果,研究人员把小鼠胚胎干细胞培育成具有生物活性的精原细胞,且这个精原细胞形成的精子可与卵子结合产生可育后代。这也就意味着,你只知道小鼠的妈妈是谁,却猜不透小鼠的爹是谁。

由于哺乳动物雄性生殖细胞的发育包括三个不同的阶段,分别是原始生殖细胞的发育、精原生殖细胞发育,和随后的精子发生。而干细胞则类似原始的生殖细胞,摸透其中环节的科学家决定对小鼠痛下毒手,把小鼠干细胞一步一步培育成精子,具体流程可看小图。

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随后,科学家们通过人工方式让这些特制精子与卵子结合,并植入小鼠子宫内进行培育,这些小鼠母亲在不久后诞下新生儿,研究人员通过对新生儿的基因进行检测分析,发现其并没有出现转基因问题,且在它们成年后依旧可与其他小鼠产生正常的下一代。

利用多能干细胞补充自身并分化为身体任何细胞类型的能力培育出可育精子并不能满足科学家们日渐递进的求知欲,于是他们继续展开了下一个荒诞的实验。

雄性也可生娃?

上一个实验提到,多能干细胞可发展成精子,那它可培育成卵子这一结果也是具备可能性的,于是日本的科学家们再次发力,这一次他们决定把男性的多能干细胞培育成卵子。

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由于成熟卵子的产生需要XX染色体,因此研究人员设计了一种寻找罕见的雄性茎细胞抛弃它们的Y染色体并复制它们的X染色体的方法。首先,研究人员让这些多能干细胞的X染色体上携带一种编码红色荧光蛋白的基因,这有助于监测每个细胞中这些染色体的数量;其次是开始让细胞失去Y染色体,并形成只有一条性染色体X的XO细胞;随后他们继续培养这些XO细胞,筛选出那些因复制而多了一天性染色的XX细胞。这样,产生成熟卵子的重要条件有了。

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为了让这颗XX细胞成熟,研究人员还添加了来自小鼠胎儿卵巢的一些物质及细胞,用以为卵子形成提供信号。最后再把这颗成熟卵子与精子在体外结合,并转移到小鼠的子宫中,观察小鼠怀孕情况。结果也没让研究人员失望,小鼠妈妈诞生了可存活的新生儿。

不过这一实验尚只在小鼠中进行,小鼠与人类有着极大的差异,因此这一实验要用在人类上可能还需很长的一段时间,涉及还可能会受伦理问题阻拦。

踪述

由哺乳动物单性生殖的可行,到男性干细胞发育成卵子,这些“逆天”实验离不开日本研究团队的贡献,不过话说回来,为何日本人总爱研究这类荒诞的生物命题呢?


踪述专稿,未经授权不得转载 #所见所得,都很科学#

参考文献

[1] 文文.单性生殖的奥秘[J].科学大观园,2015(08):57-59.

[2] Ledford H, Kozlov M. The mice with two dads: scientists create eggs from male cells[J]. Nature, 2023.

[3] Ishikura Y, Ohta H, Sato T, et al. In vitro reconstitution of the whole male germ-cell development from mouse pluripotent stem cells[J]. Cell Stem Cell, 2021, 28(12): 2167-2179. e9.

[4] Bayerl J, Laird D J. Eggs made from male mouse stem cells using error-prone culture[J]. 2023.

[5] Murakami K, Hamazaki N, Hamada N, et al. Generation of functional oocytes from male mice in vitro[J]. Nature, 2023: 1-7.

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