這些基因工程小鼠是有史以來第一批染色體完全重排的動物

研究人員成功改造出具有完全重組染色體的小鼠，這在世界上是第一次。 經過基因編輯的囓齒動物只有19對染色體？ 老鼠通常有 20 對？ 這代表著有史以來第一次在哺乳動物中實現了染色體水平工程。

在此之前，這項壯舉僅在酵母中實現。 中科院研究人員突破發表在期刊上科學。

“我們在全球首次實現哺乳動物染色體完全重排，實現合成生物學新突破” 根據《科技日報》報道，合著者李偉告訴科技日報南華早報。

這項研究是生物工程技術的突破，有助於了解哺乳動物染色體大規模重塑的影響，並更深入地了解生長發育、生殖進化甚至物種創造背後的分子機制。

染色體是 DNA 和蛋白質的濃縮體。 小鼠（和人類）的每條染色體通常有兩個副本，每個染色體都遺傳自父母。 當卵子受精時，這些染色體對融合形成新的基因組。 當這種情況發生時，一些基因可以被打開或關閉，以便只表達一個拷貝。 這就是所謂的。

然而，這僅代表具有兩組染色體（二倍體）的細胞。 在只有一組（單倍體）的細胞中，例如未受精的胚胎幹細胞，“基因組印記經常丟失，這意味著有關哪些基因應該活躍的信息消失了，” 共同第一作者王立斌在一篇文章中說陳述。

然而，這項新研究找到了解決這一障礙的方法。 “我們最近發現，通過刪除三個印記區域，我們可以在細胞中建立穩定的類似精子的印記模式，” Wang補充說，這為研究人員操縱染色體融合鋪平了道路。

為了測試這一點，他們融合了整個不屬於同一對的染色體臂：第四號和第五號染色體（中等大小的染色體）以及第一號和第二號染色體（最大的兩條染色體）。 融合是在兩個方向上進行的，產生了三種不同的排列。

編輯後的胚胎隨後被轉移到代孕子宮中，最終產下總共 51 隻足月幼崽。

兩條較小的染色體（四號和五號）的重組最為成功，而一號和二號染色體的融合要么沒有幼崽，要么導致幼崽速度更慢、更大、更焦慮，取決於染色體的方向。

當經過基因編輯的小鼠與未經基因編輯的動物交配時，後代含有被操縱的染色體，儘管繁殖效率低於正常情況。 王認為，這可能是由於染色體排列後分離方式的不規則性所致，並且可能證明了染色體重排的演化重要性。

這些類型的染色體變化在自然界中需要數百萬年的時間才能發生，並可能導致新物種的形成。 囓齒類每百萬年有 3.2 至 3.5 次重排，而靈長類動物則有 1.6 次。 共同第一作者李志坤解釋。 正如作者在這裡所做的那樣，在更短的時間內進行此類重排可能會對所涉及的物種產生巨大影響。

“我們通過實驗證明，染色體重排事件是物種進化背後的驅動力，對生殖隔離很重要，為哺乳動物中大規模DNA工程提供了潛在途徑，” 李總結。

當然，在如此徹底地操縱動物基因組時，需要牢記潛在的倫理考量。 許多人認為染色體重排創造新物種的潛力，即使只是為了研究，也令人擔憂地接近？在進行這項研究的一些國家，包括中國，法律禁止對人類胚胎進行基因編輯。