无父小鼠从未受精卵中诞生 实现无性繁殖突破

对于我们普通人来说，是外星生物。从小学开始，我们就被教导，创造新的哺乳动物生命需要精子使卵子受精，然后卵子开始一系列发育过程，最终发育成胚胎。单性生殖是一些动物和植物的首选繁殖方式，它消除了所有这些过程——如果卵子可以自发发育成胚胎，谁还需要雄性呢？

但对于哺乳动物来说，这并不那么容易，因为有一个重要的遗传过程，叫做印记。印记涉及从父母那里遗传下来的特定标记，这些标记会影响某些基因的表达方式；一个基因可能存在于我们的 DNA 中，但印记可以决定它是“打开”还是“关闭”而完全无用。

对于单性生殖来说，印记是阻止哺乳动物进行无性繁殖的重要途径。现在，在一项发表在《发育生物学近日，上海交通大学的研究人员通过手动修改通常印记的位点，成功地从未受精卵中创造出可存活的哺乳动物后代，为农业和研究等各个领域开辟了巨大的途径。

对于哺乳动物来说，绕过印记并从未受精卵中发育后代是一项极具挑战性的任务。印记通过甲基化过程作用于基因组中的特定位点，称为印记控制区，甲基化过程在 DNA 上添加特定的化学基团，以防止蛋白质“读取”基因，本质上是关闭基因。针对这些位点需要准确地添加或去除甲基基团，同时保持底层 DNA 代码不变，这一过程迄今为止已被证明是困难的。

Yanchang Wei 领导的研究小组利用单向导 RNA (sgRNA)，它充当 DNA 特定区域的归巢信标，并附加 Cas9 ？您可能从技术？或信使RNA（mRNA）分别添加甲基或将其从印迹控制区域移除。

研究人员对七个特定位点进行操作，重写了每个基因的一个副本上的印记，但没有重写另一个副本上的印记，然后刺激卵子开始发育成胚胎。胚胎保留了编辑后的印记，就像它是自然遗传的一样，当植入雌性小鼠体内时，胚胎开始成功发育。在移植的 192 个胚胎中，有 14 个发育成怀孕，3 个作为活体幼崽出生。不幸的是，只有一只幼崽活到了成年，这凸显了改进这一过程的必要性。

然而，可存活的后代的成长，以及其自身后代的发育，证明了未受精哺乳动物卵子中单性生殖的首例。仅从定向印迹来看，这样的结果可能具有重大意义，但如果单性生殖能够得到改进，以产生更多成功的幼崽，那么在医学研究、农业等领域可能会有更广泛的应用。

虽然这是遗传研究的一个重要里程碑，但哺乳动物的孤雌生殖还有很长的路要走。这种表观遗传印记可能会产生脱靶效应，即改变基因组中研究人员未针对的部分 DNA，在广泛应用之前，需要充分了解这一点。CRISPR-Cas9 研究也面临着类似的挑战，尽管处于更成熟的阶段。