用“人造精子”制造“女儿国”

• 作 者: 李鹏
• 出 处: 科技生活
• 发表日期: 2012年17期

　　4月27 日，国际著名学术期刊《细胞》以“特别推荐论文”刊发了来自中国科学院上海生科院生物化学与细胞生物学研究所李劲松、徐国良研究员的最新成果，他们找到了一种改造小鼠精子的方法，在实验中，他们可以对精子中的目标基因进行“加工”，并稳定地遗传给后代。
　　自然界中，哺乳动物的普通细胞中都含有两套DNA，一套来自父亲，另一套来自母亲。而精子和卵子是一类特殊的细胞，它们每个细胞中只含有一套DNA，当它们结合到一起变成受精卵时，才能发育成一个新个体。
　　但是在科研人员的“魔法”下，情况可能会发生一些改变。李劲松、徐国良等研究人员把一个雄性小鼠的精子注入到一个去掉DNA的小鼠卵细胞中，4天以后含有精子的卵子居然发育成了一个具有100多个只包含一套染色体细胞的单倍体囊胚。
　　这种囊胚在生物学研究中被称之为孤雄囊胚，从这些囊胚中可以建立单倍体胚胎干细胞系，用比较通俗的说法叫做“人造精子”，或者“人工改造的精子”。
　　这些“人造精子”是否能像先前的精子一样具有“受精”能力呢？李劲松等研究人员决心通过实验予以证明，他们将“人造精子”注入小鼠的卵细胞，发现部分“受精”的胚胎能够发育成健康的小鼠。2011年10月23日，“人造精子”在他们的实验室中诞生了第一个“女儿”，并且截至目前，通过这种方法已获得14个健康的“女儿”，而且这些“女儿”经过与正常的雄鼠交配后能够产生后代，形成“子孙满堂”的“大家族”，证明“人造精子”的后代也有繁育能力。
　　但是比较令人惊奇的是，通过注入“人造精子”获得的小鼠完全是个“女儿国”，完全不见“男儿身”，这究竟是怎么一回事呢？
　　李劲松解释了其中的奥妙：原来，这次实验中，所有发育存活下来的，全部都是“雌性精子”。 这主要是因为X染色体上含有大量的与发育相关的基因，而Y染色体上含有的基因数量少，主要是与雄性性别决定相关的基因。因此，当一个胚胎中只含有Y染色体的话，胚胎无法发育到囊胚阶段。而后，研究人员将这些“雌性精子”注入到雌性个体的携带X染色体的卵子中后，获得的小鼠性别自然全部都是雌性的。
　　李劲松说，单倍体细胞是遗传学研究的重要工具。自然状态下存在的单倍体细胞只有结构和功能均已特化的卵子和精子，然而卵子和精子不能在体外进行培养，因此也不能对其进行基因操作。目前他们的“人造精子” 技术只在小鼠上获得成功，在大动物上的应用还有待验证，但是如果能够获得成功将极大地促进生物学研究的发展。
　　以后，如果这种方法运用到像猴子这样的非人类灵长类实验动物上，效果将更显著。李劲松说，因为猴子的繁殖周期以年计，且一般一次只生一胎，靠“撞大运”方式获得需要的转基因动物，成本十分高昂。而这种新方法大大缩短了培养时间，降低了实验成本。
　　将来，如果这种 “人造精子”在人身上也能实现，那么某些仅通过父亲遗传的遗传病，则有机会通过对精子中相关基因的改造得以避免。不过李劲松表示，该技术应用到人类身上还为时过早。毫无疑问，它也将面临着伦理方面的一些争议和障碍。