無父小鼠幼鼠在無性繁殖中從未受精卵中誕生

對我們人類來說，這個概念是外星人。 從學校早期起，我們就被告知創造新的哺乳動物生命需要精子使卵子受精，然後卵子開始發育過程成為胚胎。 單性生殖是一些動物和植物選擇的繁殖方法，它消除了所有這些——當卵子可以自發性地變成胚胎時，誰還需要雄性？

但對哺乳動物來說，這並不容易，因為有一個重要的遺傳過程，稱為印記。 印記涉及我們父母遺傳的特定標記，它可以影響某些基因的表達方式； 基因可能存在於我們的DNA中，但印記可以決定它是“打開”，還是“關閉”使其完全無用。

對孤雌生殖來說，印記是阻止哺乳動物無性繁殖的重要途徑。 現在，在雜誌上發表的一項研究中發育生物學上海交通大學的研究人員透過手動修改通常印記的位點，成功地從未受精卵中培育出了可存活的哺乳動物後代，為從農業到研究的各個領域開闢了廣闊的道路。

對於哺乳動物來說，繞過印記並從未受精卵發育後代是一項極具挑戰性的任務。 印記透過甲基化過程作用於基因組中的特定位點（稱為印記控制區域），甲基化過程在DNA 上添加特定的化學基團，以防止蛋白質「讀取」基因，從根本上將其關閉。 瞄準這些位點需要精確添加或去除甲基，同時保持底層 DNA 代碼不變，迄今為止，這一過程被證明是困難的。

Yanchang Wei 領導的研究團隊利用了單一引導 RNA (sgRNA)，它充當 DNA 特定區域的歸巢信標，並附加了 Cas9（您可以從中識別）技術 – 或信使 RNA (mRNA) 分別添加甲基或將其從印記控制區域中移除。

在刺激卵子開始發育成胚胎之前，研究人員在七個特定位點上重寫了每個基因的一個副本上的印記，而不是另一個副本上的印記。 胚胎保留了經過編輯的印記，就好像它是自然遺傳的一樣，當植入雌性小鼠體內時，胚胎開始成功發育。 在 192 個移植胚胎中，14 個發育成妊娠，3 個生下活幼仔。 不幸的是，只有一隻幼崽活到了成年，這凸顯了這個過程需要改進。

然而，一個可存活後代的生長，並繼續產生自己的後代，證明了未受精哺乳動物卵單性生殖的第一個案例。 這樣的結果可能僅對目標印記產生巨大影響，但如果可以改善單性生殖以產生更成功的幼崽，則可能在醫學研究、農業等方面具有更廣泛的應用。

雖然這是遺傳學研究的一個重要里程碑，但哺乳動物的孤雌生殖還有很長的路要走。 這種表觀遺傳印記可能會產生脫靶效應，即它會改變研究人員未針對的基因組部分中的 DNA，在廣泛應用之前需要充分了解這一點。 CRISPR-Cas9 研究也面臨類似的挑戰，儘管處於更成熟的階段。