我國科學(xué)家成功培育世界首只同性別雙親來源小鼠

近日，北京中科院動物研究所的胡寶洋、周琪和李偉的研究團(tuán)隊(duì)在Cell Stem Cell雜志（IF=23.29）在線發(fā)表了題為“Generation of Bimaternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region Deletions”的研究論文。該論文指出可通過對單倍體胚胎干細(xì)胞進(jìn)行印記基因修飾，以及利用該細(xì)胞進(jìn)行復(fù)雜胚胎操作后，即可培育出雙親都是同一性別（雙父或雙母）的小鼠，其中雙母小鼠來源的一些幼鼠不僅能成年，甚至還有能擁有自己的后代。

一直以來，高等哺乳動物之所以需要異性來創(chuàng)造下一代，是因?yàn)槠錂C(jī)體內(nèi)的遺傳物質(zhì)存在一種名為基因組印記（genomic imprinting）的現(xiàn)象，即父本或母本的基因的某些區(qū)域會因?yàn)楸粯?biāo)簽化而被“關(guān)閉”，并從此失去活性。由于在一種性別中所發(fā)現(xiàn)的被標(biāo)記的許多基因在另一性別中并未被標(biāo)記，因而只有來自父母雙方的基因湊在一起，才能產(chǎn)生互補(bǔ)，讓后代正常發(fā)育，一旦胚胎中存在兩個相同的標(biāo)記基因，就會導(dǎo)致其幼崽死亡。目前類似的標(biāo)簽已達(dá)100種，且多是在影響胚胎生長的基因上發(fā)現(xiàn)的。

針對這一難題，科研者先是通過實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的小鼠精子或卵子來培育孤雄/孤雌單倍體干細(xì)胞（haESCs）。這些細(xì)胞僅具有一組染色體，同時(shí)還在保持了胚胎干細(xì)胞的多能性和分化潛能的基礎(chǔ)上，攜帶有更少的“基因組印記”。 通過反復(fù)試驗(yàn)，科研者分批刪除基因印記的重災(zāi)區(qū)，以確保干細(xì)胞的遺傳物質(zhì)能保持較好的基因表達(dá)活性。通過這項(xiàng)突破性研究，該研究團(tuán)隊(duì)描述一種培育雙父系或雙母系后代的方法，也揭示了健康胚胎發(fā)育所必需的重要遺傳因素，同時(shí)也再次證明“基因組印記”是哺乳動物跨越同性繁一種新的明確的方式。