至少在啮齿动物中，造娃科学已经跨越了一个新的门槛。中国的一个科学家团队成功地从同性雌性小鼠父母那里培育出少量看似健康的小鼠幼崽。研究人员还从两只雄性小鼠父亲那里培育出后代，但这些幼崽都在出生后不久死亡，这突显了这项新技术仍然面临严峻的障碍。
该团队的方法依赖于干细胞科学和CRISPR–Cas9基因编辑。“这是一种产生同性哺乳动物后代的新方法，”资深作者周琪说，他在中国科学院从事干细胞和生殖生物学研究。
如果这个过程能够得到极大的改进，并且如果它在更大的哺乳动物身上也能很好地发挥作用，那么它最终可能会为想要拥有与双亲都有生物学关联的孩子的同性人类伴侣带来希望。然而，这种情况仍然遥远，并且可能永远不会在科学上可行。“要让我们相信在人类身上做这件事不会造成伤害，需要做大量的工作，而且还有很长的路要走，”西雅图Altius生物医学科学研究所副所长Fyodor Urnov说，他没有参与这项研究。此外，这将仍然极具争议性——部分原因是来自两只雌性的后代将没有Y染色体，因此只能是雌性。
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周琪说，其他研究人员之前也曾从两只雌性小鼠那里获得后代，但这些啮齿动物出现了各种健康问题，而且这个过程更加繁琐。美国科学家早些时候也曾从两只雄性小鼠那里培育出后代，但那项工作采用了一种完全不同的技术，即创造一个中间“母亲”——这意味着其中一位父亲被赋予了形成卵子的能力。德克萨斯大学M.D.安德森癌症中心遗传学教授Richard Behringer说，这种双父过程不适用于人类（至少以目前的技术而言），因为它建立在一种会使人类不育的基因异常之上，他领导了早期的双父研究工作。他说，周琪及其同事进行的研究是“一项技术上的杰作”。该团队的研究结果于周四发表在《细胞干细胞》杂志上的一项研究中。
为了获得与两位母亲有生物学关系的小鼠，周琪和他的同事将未成熟的卵子暴露于化学物质中，使卵子表现得像受精卵一样，并开始分裂。从这些卵子中，科学家们随后能够收获单倍体干细胞——这意味着每个干细胞只包含典型染色体数量的一半，而不是来自双亲的完整集合。
然后，研究人员“洗掉”单倍体干细胞中剩余的像卵子一样行动的指令。他们通过使用CRISPR删除DNA的三个关键区域来实现这一点，这些区域控制着沿着基因组打开和关闭哪些开关，以表达特定亲本的基因（这种现象称为印记）。之后，他们需要诱导这些相同的细胞更像精子一样行动，因此他们删除了仍然控制哪些基因被打开或关闭的其他关键DNA序列。接下来，研究人员将每个人工精子细胞注射到另一个卵子中，创造出一个双母胚胎。最后，将胚胎植入到第三只充当代孕母亲的小鼠的子宫中。通过这种方式，该团队最终从210个胚胎中获得了29只活小鼠——成功率约为14%。这些幼崽长大后继续拥有自己的后代，由雄性小鼠生育。
尝试培育两只雄性父亲的小鼠更加复杂，而且远没有那么成功。早期步骤类似：从性细胞（这次是精子）开始，并利用实验室技术诱导单倍体干细胞。然后，研究人员从每个细胞中删除了七个DNA区域，这些区域控制着印记。接下来，他们将每个经过修饰的精子干细胞——以及第二位父亲的精子——注射到一个去核卵子（一个已去除细胞核，因此没有自身生物学指令的卵子）中。为了使这个双父系统发挥作用，他们仍然需要胎盘，胎盘在怀孕期间滋养胎儿。因此，他们接下来必须进行一个艰苦的过程，从一个完全独立的、不可存活的胚胎中获得形成胎盘的物质，然后将这种外部贡献物纳入到双父胚胎中。最终，这个拼凑而成的胚胎被植入到一只代孕母亲体内。以这种方式创造的小鼠中，只有不到2%是活产的，而且任何活产的小鼠都在出生后不久死亡。
“后代的快速死亡表明，在培育双父小鼠的过程中，仍然存在一些未知的生殖/发育障碍需要跨越，”该学院的新研究资深作者胡宝洋指出。“在自然界中，双母生殖——或孤雌生殖——在脊椎动物中非常常见，例如两栖动物、爬行动物和鱼类。然而，两只雄性成功繁殖的情况非常罕见，只能在实验条件下在特定鱼类中发现。” 这意味着双父小鼠的生产“可能需要比双母小鼠跨越更多的障碍”。
哈佛医学院遗传学教授张毅没有参与这项工作，他说这些新发现的主要好处在于解决了基本科学问题，以及它正在测试生殖和表观遗传学的科学界限。“从科学的角度来看，即使对于小鼠来说，这也很困难，”他说。“对于灵长类动物和人类来说，这将更加困难十倍。”