不久之前，中國科學院的研究人員利用兩只雌性小鼠培育出健康的子代小鼠，首次讓同性生殖在哺乳動物身上成為現實。此外，他們還利用兩只雄性小鼠成功培育出了子代小鼠，雖然子代小鼠只存活了幾天。該項研究成果在世界上首次讓同性生殖在哺乳動物身上成為了可能。
“我們對哺乳動物為什么只能進行有性繁殖的問題感興趣。我們過去通過結合生殖醫學和再生醫學，已經取得了一些發現。我們一直想搞清楚帶有基因缺失的單倍體胚胎干細胞是否能夠產生更多的具有兩個雌性父母的正常小鼠，或者具有兩個雄性父母的小鼠，”負責該項研究的科學家周琪博士在接受采訪的時候說道。
雖然有些爬行動物、兩棲動物和魚類可以同性繁殖，但是哺乳動物即使借助于受精技術也難以做到這一點。在哺乳動物中，由于某些父系或母系基因在配子（精子或者卵子）的發育過程中被一種稱為基因印記的機制阻斷表達。而那些沒有同時從父系或者母系接收遺傳物質的后代常常因為發育異常而無法存活。
通過從未成熟卵細胞中刪除這些印跡基因，研究人員在過去曾成功培育出了擁有雌性“父母”的子代小鼠——具有兩個母親的小鼠。然而，子代小鼠仍然顯示出某些缺陷的特征。
為了獲得健康的子代小鼠，周琪博士以及他的同事們決定使用單倍體的胚胎干細胞（其中含有一半的正常數目的染色體和DNA）。研究人員通過從含有雌性小鼠遺傳物質的單倍體胚胎干細胞中刪除基因組的三個印跡基因區域，并將它們注射到另一只雌性小鼠的卵子中，創建了具有兩個雌性“父母”的小鼠。他們從210個胚胎中獲得了29只有活力的子代小鼠。小鼠發育正常，活到成年，并有擁有正常的生殖能力。
而獲得擁有兩個雄性“父母”的子代小鼠的生產程序更為復雜。來自雄性小鼠的單倍體胚胎干細胞需要刪除七個關鍵的印記基因區域。編輯后的單倍體胚胎干細胞和另一只雄性小鼠的精子一起被注射到一個卵細胞中。該卵細胞有核，因此其雌性遺傳物質需要被去除，以確保胚胎只含有兩個雄性“父母”的遺傳物質。這些胚胎連同胎盤附屬結構一起轉移到代孕的雌性小鼠身上。
這些子代幼鼠在出生后存活了48小時。研究人員正計劃優化這一過程，以便使子代小鼠能夠活到成年。
“這項研究向我們展示了什么是可能的，”參與該項研究的一位研究人員說道，“我們可以看到，哺乳動物的同性生殖障礙可以通過編輯印跡基因得到解決。我們還揭示了一些阻礙同性父母生育的子代小鼠發育的重要的印跡基因區域，而這些區域對于研究基因組印跡和動物克隆也有巨大的啟示作用。”
主要參考文獻
Zhi-KunLi, Le-Yun Wang, Li-Bin Wang, Gui-Hai Feng, Xue-Wei Yuan, Chao Liu, Kai Xu,Yu-Huan Li, Hai-Feng Wan, Ying Zhang, Yu-Fei Li, Xin Li, Wei Li, Qi Zhou,Bao-Yang Hu. Generation of Bimaternal and Bipaternal Mice from HypomethylatedHaploid ESCs with Imprinting Region Deletions. Cell Stem Cell, 2018; DOI:10.1016/j.stem.2018.09.004
