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　　日前，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所胡寶洋研究員、周琪研究員和李偉研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)合作，對(duì)單倍體胚胎干細(xì)胞進(jìn)行印記基因修飾，在對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜胚胎操作后，得到了世界上首只雙父親來(lái)源的小鼠，以及性狀正常的雙母親小鼠。相關(guān)工作日前發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞-干細(xì)胞》上。地球生命在千百萬(wàn)年的進(jìn)化中，高等動(dòng)物早已進(jìn)化出了有性生殖這種更高級(jí)的生殖方式。那么，科學(xué)家為什么還要反其道而行之，去探索哺乳動(dòng)物其他生殖方式的可能性？

　　突破哺乳動(dòng)物有性生殖的“枷鎖”

　　自然界中，簡(jiǎn)單的生命體，例如病毒和細(xì)菌，采用簡(jiǎn)單的無(wú)性生殖方式；蜜蜂和螞蟻則采用孤雌繁殖方式——只要有蜂后或蟻后，就能保證種群的繁衍，一些低等動(dòng)物，比如一些種類的蜥蜴、蛙和魚類，也有孤雌生殖現(xiàn)象。哺乳動(dòng)物，則進(jìn)化出了更高級(jí)的有性生殖方式。而為了保證這種生殖方式在競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地，大自然還給精子和卵子加了不可替換、不可逆轉(zhuǎn)的“鎖”——印記基因。

　　哺乳動(dòng)物孤雌生殖、孤雄生殖研究的主要完成人之一、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所博士后王樂(lè)韻介紹，研究組采用基因編輯技術(shù)，重新修飾了小鼠生殖細(xì)胞來(lái)源的單倍體胚胎干細(xì)胞中的印記基因，再經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的操作，最終分別獲得了以兩個(gè)雌性小鼠作為親本（孤雌生殖）和兩個(gè)雄性小鼠作為親本（孤雄生殖）的后代。

　　“孤雌生殖成功的實(shí)驗(yàn)以前已有報(bào)道，但當(dāng)時(shí)出生的小鼠只存活了幾天就死亡了。這次我們找到一個(gè)非常重要的精子印記基因Rasgrf1，在孤雌單倍體胚胎干細(xì)胞中將這個(gè)基因敲除掉，我們獲得的孤雌個(gè)體基本與正常個(gè)體一樣的健康小鼠。”王樂(lè)韻說(shuō)，接下來(lái)，科學(xué)家們將繼續(xù)關(guān)注孤雌小鼠后代的健康狀況，進(jìn)行持續(xù)觀察和研究。

　　“而孤雄生殖是首次順利誕生，并實(shí)現(xiàn)了短期存活。”王樂(lè)韻介紹，孤雄生殖是一種更難實(shí)現(xiàn)的生殖方式，“因?yàn)橄嚓P(guān)研究還不多?！?/p>

　　王樂(lè)韻介紹，孤雄小鼠的產(chǎn)生需要?jiǎng)h除孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞中7個(gè)印記區(qū)段，遠(yuǎn)多于孤雌小鼠出生所需敲除的數(shù)目。“據(jù)我們所知，這也是在小鼠中一次進(jìn)行的數(shù)目最多的基因敲除操作。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改善孤雄小鼠的健康狀況將具有較大的難度，但我們將持續(xù)研究下去?！?/p>

　　揭開生殖奧秘、探索基因疾病治療的方式

　　有性生殖在進(jìn)化上是一種更高級(jí)的生殖方式。王樂(lè)韻介紹，相較低等動(dòng)物（如卵生的魚類或爬行類），哺乳動(dòng)物的生育資源更珍貴，不僅孕育過(guò)程耗費(fèi)大量資源，而且懷胎時(shí)間長(zhǎng)，子代數(shù)目少，分娩過(guò)程中母體甚至面臨死亡的風(fēng)險(xiǎn)。因此，每個(gè)后代都需要經(jīng)歷更嚴(yán)格的挑選。有性生殖不僅確保了基因組的穩(wěn)定性，又能通過(guò)基因重組推動(dòng)物種的進(jìn)化。王樂(lè)韻說(shuō)：“這個(gè)過(guò)程如果過(guò)度依賴同性生殖（如孤雌生殖），將對(duì)種群基因的多樣性造成損失，丟失有利的突變，最終導(dǎo)致物種退化甚至滅絕。”

　　既然有性生殖方式更高級(jí)，那科學(xué)家們?yōu)槭裁催€要研究孤雌生殖或孤雄生殖？

　　中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所所長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士周琪表示，這是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)研究。他說(shuō)：“探索未知是科學(xué)的本質(zhì)，科學(xué)研究就是探索未知的過(guò)程，是不斷增加人類對(duì)自身、對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)的過(guò)程。探索生殖的奧秘，有助于了解我們?nèi)绾芜M(jìn)化到今天、我們現(xiàn)有生殖方式的優(yōu)劣、未來(lái)如何進(jìn)一步克服我們自身面臨的困難。這是我們研究的主要意義所在?！?/p>

　　從應(yīng)用角度而言，這對(duì)人類健康研究、特別是對(duì)基因疾病的研究，將有潛在的巨大影響。周琪介紹，之前的研究發(fā)現(xiàn)，這些印記基因與一些遺傳疾病有很高的相關(guān)度。王樂(lè)韻解釋：“哺乳動(dòng)物同性生殖的成功，為我們提供了一種新的動(dòng)物繁育手段，可以用來(lái)培育具有較高科研和醫(yī)學(xué)價(jià)值的純系動(dòng)物。而我們?cè)诠麓坪凸滦坌∈笾?，針?duì)不同印記區(qū)段所做的遺傳操作可以視作一種‘修復(fù)’，能夠?yàn)槲磥?lái)臨床治療這些疾病提供極具價(jià)值的先期探索?！?/p>

　?。ㄔd于《光明日?qǐng)?bào)》 2018-10-17 15版）