PNAS:没有精子 上海交通大学魏延昌团队实现了哺乳动物真正的孤雌生殖

来源：生物世界2022-03-10 08:07

自然界有很多种繁殖方式。例如，许多原始动物(如蚜虫、蜜蜂、鱼、爬行动物等。)可以孤雌生殖，卵子不需要受精就可以发育成正常的个体，也就是说，单身雌性可以在没有雄性个体参与的情况下进行繁殖。但对于高级哺乳动物来说，只能进行有性生殖，需要男性精子和女性卵子结合才能产生后代，后代拥有来自父母的遗传物质。然而，只有一些基因

自然界有很多种繁殖方式。例如，许多原始动物(如蚜虫、蜜蜂、鱼、爬行动物等。)能孤雌生殖，卵子不需要受精就能发育成正常个体，也就是说，没有雄性个体的参与，单身雌性也能繁殖。

但对于高级哺乳动物来说，只能进行有性生殖，需要男性精子和女性卵子结合才能产生后代，而后代又有来自父母的物质。

但有些基因只由来自父亲的等位基因表达，有些基因只由来自母亲的等位基因表达，也就是所谓的基因组印记，通过甲基化来实现。基因组印记的存在阻碍了孤雌生殖的实现。

上海交通大学医学院附属仁济医院生殖医学中心的魏延昌等人在《美国国家科学院院刊》 (PNAS)发表了一篇题为“来自单个未受精哺乳动物卵母细胞的可存活后代”的研究论文。

本研究中，我们利用基因编码技术改写了小鼠卵母细胞7个甲基化印迹控制区的DNA甲基化，成功创造出通过孤雌生殖出生并能存活至成年的小鼠。

这是第一个从单个未受精卵中存活下来的哺乳动物后代。这项研究为农业、科学和医学研究开辟了新的途径。

因为基因组印记的存在，哺乳动物不能孤雌生殖。

早在2015年12月，中国科学院动物研究所胡宝洋研究员、周琦院士和李伟研究员合作在《细胞研究杂志》上发表了一篇论文[2]。通过印迹基因的修饰，成功获得了具有两个母体基因组的活体小鼠，这是实现哺乳动物孤雌生殖的重要一步。

为了实现哺乳动物的真正孤雌生殖，魏延昌等人从雌性小鼠体内取出未受精的卵母细胞，然后通过CRSIPR基因编码技术对其进行改造，模仿正常受精时雌雄生殖细胞贡献的基因组印记。

具体来说，研究团队利用CRISPR-dCas9通过Dnmt3a甲基化酶增加两个父系基因组印记控制区H19和Gtl2的甲基化，利用CRISPR-dCpf1通过Tet1去甲基化酶去甲基化母系基因组印记控制区Igf2r、Snrpn、Kcnq1ot1、Nespas和Peg10。

这七个基因组印记控制区的修饰使得来自单一来源的未受精细胞具有与受精细胞相似的基因组印记。

然后，研究小组将大量经过基因编辑修饰的卵母细胞植入雌性小鼠的子宫。所有的小白鼠幼崽出生后都存活并度过了婴儿期，其中一只小白鼠存活到了成年，能够正常繁殖并产生后代。(100yiyao.com)

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