「代孕爸爸」來了！歷時6年，多國科學家創造可以代孕的雄性動物

提到 「代孕」，大家想到的更多是藉助女性身體實現供體受精卵和胎兒的發育。但實際上，男性也可以 「代孕」。

9 月 14 日，多國科學家在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences) 上就發表了一項重磅成果，他們首次培育出了可以成功代孕後代的豬、山羊和牛等雄性動物。

當然，這些 「代孕」 雄性動物，所 「替代」 的是供體動物的精子，即幫助供體動物產生正常的精子，並 「代替」 完成受精作用。

值得說明的是，雖然幫助受孕的是代孕雄性，但其產生的精子，卻是屬於供體動物的。也就是說，對於那些無法生育或者想要 「廣撒種」 的男性來說，可以通過這一技術完成生育目的。

研究人員表示，這一技術可以加速家畜所需特性的傳播，並提高全球人口增長所需的食物供給，還將能夠使偏遠地區的育種者更好地獲得世界其他地區優秀動物的遺傳物質，並使山羊等難以使用人工授精的動物獲得更精確的育種。

「有了這項技術，我們可以更好地傳播我們想要的物種性狀，提高食物生產的效率。這將對解決世界糧食不安全問題產生重大影響。」 領導這項研究的華盛頓州立大學獸醫學院生殖生物學家 Jon Oatley 說，「如果我們能從基因上解決這個問題，那就意味著我們可以減少水、飼料和抗生素的使用。」

基因編輯創造出 「代孕爸爸」

為了實現雄性動物成果 「代孕」 後代，Oatley 領導的國際研究小組利用基因編輯工具 CRISPR-Cas9，在動物胚胎中敲除一種特定於男性生育能力的基因。

所以這些被基因編輯過的雄性動物出生時，是不育的，但接下來，當研究人員將供體雄性動物的幹細胞移植到它們的睪丸後，它們就能夠正常產生精子。

只不過，代孕雄性動物所產生的精子，只含有供體動物的遺傳物質。

威斯康辛州立大學、猶他州立大學、馬裡蘭大學和英國愛丁堡大學羅斯林研究所的研究人員，在長達 6 年時間的合作與努力下，他們終於使用 CRISPR-Cas9 基因編輯技術培育出了可以代孕的雄性小鼠、豬、山羊和牛。

這些小鼠、豬、山羊和牛都缺少一種名為 NANOS2 的基因，這種基因主要針對雄性的生育能力。

雖然這些雄性動物在發育過程中沒有生育能力，但在其他方面都很健康，所以當它們接受了來自其他雄性動物的生殖幹細胞移植後，它們開始利用捐供體動物的細胞產生精子。

華盛頓州立大學的生殖生物學家 Jon Oatley 正在餵養一隻 「可代孕山羊爸爸」

實驗結果也證明，這些 「代孕爸爸」 能夠提供活躍的供體精子，並生育出健康的後代，後代也正常攜帶著供體雄性小鼠的基因。

不過，較大個體的豬、牛等動物的繁殖實驗目前還在進行當中。Oatley 實驗室也正在完善幹細胞移植過程，然後再進行下一步的嘗試。

羅斯林研究所的 Bruce Whitelaw 教授表示，這項研究為雄性代孕這一概念提供了強有力的證據，也向世界展示了這項技術是真實的，是可以使用的。」

大型動物育種的革命性突破

幾十年來，科學家們一直在尋找一種簡單、高效的代孕後代的方法，以克服選擇性育種和人工授精的局限性。

畢竟，人工授精需要近距離接近動物，並嚴格控制它們的活動，而對於大型動物來說，想要完成這一步，十分困難。

目前，人工授精技術在奶牛身上很常見，因為奶牛通常被關在欄裡，活動受到限制，所以它們的繁殖行為相對容易控制，但對於需要自由走動來餵養的肉牛來說，人工授精技術就很少使用。

再比如，對於豬來說，人工授精的過程就很困難，因為豬的精子在低溫下不能很好地存活；對山羊來說，人工授精也是相當具有挑戰性的，甚至可能還需要進行外科手術。

而 「雄性代孕」 技術，則有望解決這些育種難題。

基因編輯的代孕公牛

代孕的雄性動物，仍然可以在牧場或田野上正常地活動，代孕供體和代孕者，也不需要互相靠近對方，因為冷凍捐贈的精子或代孕動物本身都可以被運送到不同的地方。

此外，由於 NANOS2 基因只影響雄性的生育能力，因此，哪怕是基因編輯敲除了 NANOS2 基因的雌性動物，仍然是可以生育，並且可以通過繁殖有效地產生不育的可代孕雄性。

猶他州州立大學的 Irina Polejaeva 教授表示，這項技術有很大的潛力幫助解決發展中國家的食物供應，那裡的牧民目前仍然依靠選擇性育種來改善他們的牲畜品質。

「在許多發展中國家，牛羊肉是蛋白質的主要來源，」Polejaeva 說，「而這項技術可以讓山羊的某些特性更快地傳播，無論是抗病性、耐熱性還是更好的肉質。」

此外，雄性代孕技術還可能為瀕危物種的遺傳保護開闢新的選擇。畢竟，瀕危物種數量的減少使動物群落彼此隔絕，限制了它們的遺傳多樣性傳播。

政策和倫理障礙

然而，技術再先進，如果不改變目前的政策和公眾的看法，雄性代孕技術的好處也是無法實現的。

Oatley 說，這部分原因是由於，人們普遍認為基因編輯和有爭議的轉基因操作是一樣的。實際上，基因編輯涉及在一個物種內部自然發生的變化，它不會結合不同物種的 DNA。

即使該技術已經足夠先進，可以很快商業化，但在目前的法規下，基因編輯的代孕動物也不能用於世界任何地方的食物供應，即使它們的後代沒有被基因編輯。

Jon Oatley

Oatley 意識到在實驗室之外還有很多工作要做，所以他最近開始加入了家畜基因編輯國家工作組，將研究人員、行業代表、生物倫理學家和政策制定者聚集在一起，為這項技術尋找前進的道路。

「即使所有的科學研究都完成了，在世界任何地方將其應用於畜牧業生產的速度都將受到社會接受度和政策的影響。」 Oatley 表示，通過與決策者和公眾合作，我們可以幫助提供信息，向公眾保證這種科學不會像其他方法那樣帶來風險。」

雖然目前雄性代孕技術的嘗試還只是在動物身上，但可以想像的是，如果未來有一天，前沿基因編輯技術應用到人類身上時，當前社會的一切倫理規則將發生翻天覆地的變化。

參考資料：

https://news.wsu.edu/2020/09/14/gene-edited-livestock-surrogate-sires-successfully-made-fertile/

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-09/wsu-gl090920.php

https://www.pnas.org/content/early/2020/09/08/2010102117