舉個例子，人類中有一條叫做IGF2的基因，對于發(fā)育和生長起到了至關(guān)重要的作用。但有趣的是，只有來自父親的IGF2基因才具有活性。盡管母親提供的IGF2基因從DNA序列上看，可以和父親的基因一模一樣，但它們就是會被關(guān)閉，無法產(chǎn)生作用。同樣的，也有一些基因只有靠母親遺傳，才能發(fā)揮功能。

這就解釋了為啥自然環(huán)境中，哺乳動物的誕生需要父母雙方的參與——如果只有父親或母親提供遺傳物質(zhì)，勢必會有一些基因無法順利表達(dá)，造成缺陷，影響胚胎發(fā)育。

“輝夜姬”的誕生

如果我們能改變“基因組印記”，讓來自母親的基因看起來和父親的基因一樣，不就能造出只有母親，沒有父親的小鼠了嗎？利用這個方法，一支日本團(tuán)隊在2004年率先取得了成功——他們造出的一只小鼠有兩位母親，卻沒有父親?？茖W(xué)家們把這只小鼠命名為“輝夜姬”，這是日本神話中誕生于竹子的嬰兒。這只小鼠順利活到了成年，并和其他小鼠正常繁衍，產(chǎn)下了后代。

“但這只小鼠依舊存在一些缺陷，而且其方法難以應(yīng)用，非常不實際?！敝茜餮芯繂T說道。

這的確是一個事實。為了“輝夜姬”的順利誕生，日本團(tuán)隊一共制造出了460個小鼠胚胎，只有10只順利出生，更只有1只活到了成年。顯然，這項技術(shù)還有很大的提升空間。

中國科學(xué)家的突破

而這正是中國科學(xué)家的突破所在。這支團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，單倍體胚胎干細(xì)胞（haploid embryonic stem cells）帶有更少的“基因組印記”?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)單倍體胚胎干細(xì)胞更接近于原始生殖細(xì)胞，這是卵子和精子的前體，” 胡寶洋研究員說道：“在配子（卵子和精子）中發(fā)現(xiàn)的‘基因組印記’被‘抹除’了?！?/p>

▲本研究的圖示（圖片來源：參考資料[1]）

在來自雌性小鼠的單倍體胚胎干細(xì)胞中，科學(xué)家們利用先進(jìn)的基因編輯工具CRISPR-Cas9系統(tǒng)，額外移除了3個“基因組印記”的重災(zāi)區(qū)。這樣一來，這些干細(xì)胞里的遺傳物質(zhì)，就能保持較好的基因表達(dá)活性。

隨后，科學(xué)家們將這些干細(xì)胞的遺傳物質(zhì)注射到了處于M2期的卵母細(xì)胞中，誘導(dǎo)胚胎的發(fā)育與形成。用這種方法生出的小鼠，體內(nèi)就帶有兩個母親的遺傳物質(zhì)。研究人員們最終制造了210個胚胎，其中29只小鼠順利誕生，不少順利生長到了成年，并生下了自己的后代?？梢?，這項技術(shù)的成功比例要來得更高。

▲只有母親，沒有父親的小鼠發(fā)育一切正常，自己也成功產(chǎn)下了后代（圖片來源：Leyun Wang，中國科學(xué)院動物研究所）

如果說制造“只有母親，沒有父親”的小鼠已經(jīng)夠復(fù)雜了，那制造“只有父親，沒有母親”的小鼠則還要復(fù)雜……

利用類似的方法，科學(xué)家們在雄性小鼠的單倍體干細(xì)胞中，移除的“基因組印記”重災(zāi)區(qū)高達(dá)7處。隨后，他們將這些遺傳物質(zhì)與另一只雄性小鼠的精子一塊，注射到了一個沒有細(xì)胞核的卵子中。隨后，這個細(xì)胞會在代孕小鼠的體內(nèi)發(fā)育成胚胎，生出新的小鼠，它們只帶有兩名父親的遺傳信息。

▲造出只有父親，沒有母親的小鼠，可以說是一個突破（圖片來源：Leyun Wang，中國科學(xué)院動物研究所）

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