实验室创造了无父小鼠

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男人——谁需要他们?无数失恋的女性都表达过这种 sentiment,但从生殖的角度来看,我们哺乳动物非常需要雄性。许多植物和低等动物,如昆虫和爬行动物,可以通过一种称为孤雌生殖的过程,仅使用母体 DNA 进行无性繁殖。这种机制在哺乳动物中自然不会发生,研究人员长期以来也无法在实验室中诱导它发生。现在,在《自然》杂志上发表文章的科学家报告说,他们创造了第一批无父小鼠,其中一只已经存活到成年并生育了自己的后代。

有性生殖结合了来自卵子和精子的遗传物质,并且 DNA 的两个副本对大多数基因的表达贡献相同。然而,在调节发育的基因子集中,只有一个副本被开启。这种现象称为基因组印记,确保了来自父母双方的遗传输入。由于孤雌生殖子包含双倍剂量的母体 DNA,因此其基因组通常不会激活父系印记基因,因此哺乳动物无法以这种方式成功繁殖。在早期的实验中,东京农业大学的河野友宏和他的同事在一个从卵细胞中提取的 DNA 链中敲除了一个关键的母系印记基因 H19,然后将改变后的卵子与正常的卵母细胞融合。以这种方式产生的胚胎几乎发育到足月,但在出生前死亡。在新的工作中,研究人员通过增加一个转折获得了成功:他们进一步操纵 DNA 以灭活一种阻止相关的父系基因 Igf2 在母体基因组中开启的机制——实际上使这两个基因的表达正常化。令他们惊讶的是,改变这对基因对 1,000 多个其他基因的表达产生了广泛的影响,这证明了基因组印记在哺乳动物发育中的复杂作用。[上面照片中的小鼠不是本故事中讨论的“处女分娩”小鼠。]

悉尼大学胚胎学家 David A. F. Loebel 和 Patrick P. L. Tam 在一篇随附的评论中写道,连同该小组之前的研究,这项研究“提供了很好的证据,表明印记基因的错误表达是哺乳动物自然孤雌生殖不可能实现的主要原因之一”。他们指出,在更好地理解印记基因的功能之前,“父亲参与繁殖似乎仍然是必要的。”——Alla Katsnelson

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