我們都聽說過「代孕母親」,但你聽說過「代孕父親」嗎?這並非天方夜譚,而且據說這種技術已經被應用在豬、山羊和牛等一系列哺乳動物身上。
的確,從常識來看,男性沒有子宮,無法完成孕育新生命的重任。但「代孕父親」與「代孕母親」不同,他們代孕的只是精子。
這一技術進展於9月14日發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上,為威斯康辛州立大學、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6年合作的結果,其中愛丁堡大學羅斯林研究所因世界上第一隻克隆哺乳動物多利羊而聞名。
研究人員利用基因編輯工具CRISPR-Cas9,在動物胚胎中敲除一種針對男性生育能力的基因--NANOS2基因,這些動物胚胎將被培育成「代孕父親」。這些雄性動物出生時是沒有生育能力的,但在研究人員將捐贈動物(供體)的幹細胞移植到它們的睪丸後,它們開始產生精子。
值得注意的是,「代孕父親」所產生的精子只含有供體動物的遺傳物質。也就是說,這些精子孕育出的後代是供體動物的,「代孕父親」充當的角色是精子生產機器以及幫助雌性完成受孕。
幾十年來,科學家們一直在尋找一種製造代孕後代的方法,以克服選擇性育種和人工授精的局限性。在很多時候,人工授精要求嚴格而且無法成功應用在一些動物身上,這阻礙了培育更優良品種的道路。
代孕技術可以解決這些問題,因為代孕以自然的方式——通過正常繁殖——傳遞供體的遺傳物質。這使得牧場主和牧民能夠讓他們的動物在牧場或田野上正常地互動。捐贈者和代孕者甚至可隔空「傳遞遺傳物質」,因為分化精子的幹細胞通過冷凍可以運送至各個不同的地方。
此外,被敲出NANOS2基因的「代孕父親」孕育出的雌性後代仍然具有生育能力,因為該基因只影響雄性的生育能力。
研究人員稱,這項技術獎加速家畜所需特性的傳播,並提高全球人口增長所需的糧食產量。它還將使偏遠地區的育種者能夠更好地獲得世界其他地區優秀動物的優良特性,並使山羊等難以使用人工授精的動物獲得更精確的育種。
另外,這項技術還為瀕危物種的遺傳保護打開了大門,這些瀕危物種的數量不斷減少,從而限制了它們的遺傳多樣性。
新技術讓同性小鼠生育下一代
其實,早在2018年中國研究人員就成功培育出了雙親都是雌性或雄性的小鼠,其中「雙母」小鼠健康生長到成年,還能繁育下一代。
哺乳動物存在一種「基因印記」機制,讓後代需有來自父母雙方的基因才可能正常發育。這種機制是指有些基因只在母源染色體上表達,有的則只在父源染色體上表達。
研究人員用基因編輯技術敲除了雌性小鼠單倍體胚胎幹細胞的3個基因印記區,再注入另一個雌性小鼠的卵母細胞(卵細胞的前體)中,並誘導胚胎發育,最終從210個胚胎中培育出29隻健康小鼠。
研究人員還利用類似方法培育出12隻「雙父」小鼠,過程相對複雜。他們敲除了雄性小鼠單倍體胚胎幹細胞的7個關鍵基因印記區,並將經過編輯的單倍體胚胎幹細胞與另一隻雄性小鼠的精子注入移除了細胞核的卵細胞中,並在代孕的雌性小鼠體內妊娠。但這些「雙父」小鼠出生後僅存活了48小時。
當時研究人員說,這一方法應用於其他哺乳動物仍有障礙,因為每個物種都有獨特的印記基因。不過最近在豬、山羊和牛等哺乳動物身上進行的試驗則向前邁進了一步。
(文章來源:前瞻網)