科學家成功培育「代孕父親」

2020-09-16 科技工作者


圖片來自pixabay.com

科學家首次培育出了可作為「代孕父親」的豬、山羊和牛，這些動物產生的精子只攜帶供體動物的遺傳物質。這項新研究於當地時間9月14日發表於《美國國家科學院院刊》。該技術可以加速家畜優良性狀的傳播，並為不斷增長的全球人口提高糧食產量。此外，該技術使偏遠地區的種畜更易於獲得其它地區優良動物的遺傳物質，並幫助山羊等難以使用人工授精的動物獲得更精確的育種。美國華盛頓州立大學獸醫學院的生殖生物學家Jon Oatley說，「如果我們能利用基因技術解決畜牧動物育種問題，意味著可以減少水、飼料和抗生素的投入。」

Oatley領導的研究小組利用基因編輯工具CRISPR-Cas9，在動物胚胎中敲除一種針對雄性生育能力的基因（NANOS2基因），然後將這些胚胎培育成「代孕父親」。這些雄性動物出生時是不育的，但其他方面都很正常，因此在研究人員將供體動物的幹細胞移植到它們的睪丸後，它們便開始產生只攜帶供體動物的遺傳物質的精子。這項研究的實驗對象包括小鼠、豬、山羊和牛。目前，代孕小鼠生育了健康的、攜帶供體小鼠基因的後代，證實了代孕父親具有活躍的供體精子。這向世界證明了該技術的可行性。

幾十年來，科學家們一直在探尋培育「代孕公畜」的方法，以突破選擇性育種和人工授精的局限性。人工授精常用於奶牛育種，因為奶牛活動集中，繁殖行為相對容易控制。而對於需要自由覓食的肉牛，人們很少對其進行人工受精。對於豬和山羊來說，人工授精更是難以操作，因為豬的精子在低溫下難以存活，而山羊則需要複雜的外科手術。「代孕父親」技術可以解決這些問題，因為代孕者是通過自然繁殖方式傳遞供體的遺傳物質。如此，畜牧動物可以在牧場或田野正常活動。供體動物與代孕動物甚至也不需要接觸，因為冷凍的供體精子或代孕動物本身都可以被運送到不同的地方。此外，因為NANOS2基因只影響雄性的生育能力，被敲除NANOS2基因的雌性動物仍可生育，而其產下的NANOS2缺失雄性後代可以成為新一代「代孕父親」。

美國猶他州州立大學的Irina Polejaeva教授說：「在許多發展中國家，山羊是蛋白質的首要來源，這項技術能加速山羊的某些優良性狀傳播，包括抗病性、耐熱性和優良肉質等。」此外，代孕公畜技術還為遺傳多樣性受限的瀕危物種遺傳保護提供了新選擇。

在目前的法規下，經過基因編輯的「代孕公畜」還不能投入使用。但Oatley認為，不應該將基因編輯與基因操控混為一談。基因編輯只涉及一個物種內部能夠自然發生的變化，並不是將多個物種的DNA進行拼接。

編譯：燈絲 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《美國國家科學院院刊》

期刊編號：0027-8424

原文連結：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200914160748.htm

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