澎湃新闻记者贺梨萍
数百万年来,处于进化树顶端的高等动物有着固有的经典生殖规律,即依靠精子和卵子结合维系着种族繁衍。目前,这一经典规律或有被打破的可能,中科院动物所的研究团队在小鼠身上率先获得了与正常小鼠无异的孤雌生殖小鼠,同时首次看到了孤雄小鼠能存活至出生后48小时。
10月11日,上述研究成果发表在国际学术期刊CellStemCell。该研究工作由中科院动物所和中科院干细胞与再生医学创新研究院完成,动物所研究员胡宝洋、周琪和李伟为论文的共同通讯作者,博士后李治琨、王乐韵,博士生王立宾、袁雪薇以及副研究员冯桂海为共同第一作者。
印记修饰能够全跨越同性生殖障碍,孤雌小鼠完全正常、孤雄小鼠能存活但早夭。
所谓的孤雌生殖,即即不经过与雄性的交配,雌性个体即可生下后代。作为有性生殖的补充,孤雌生殖能在缺乏雄性的情况下,维持个体的繁衍与种群的更新。
实际上,孤雌生殖的现象在动物中并不罕见,例如在爬行类的蜥蜴、两栖类的蛙,以及多种鱼类中均存在。不过,与孤雌生殖对应的孤雄生殖则极其罕见,迄今只在一种斑马鱼中发现孤雄生殖。
然而,对于高等哺乳动物来说,无论是孤雌生殖还是孤雄生殖都不存在。科学家们人工构建出的孤雌或孤雄胚胎均在发育早期死亡。上世纪80年代,德国马普所DavorSolter和剑桥AzimSurani等实验室通过核移植实验证明,只有同时具备双亲染色体的老鼠胚胎才能存活,这表明父源和母源基因组对于胚胎发育的贡献存在不对称性。
敲掉阻碍孤雌生殖的三把“枷锁”
此前有研究提出,在爬行类和两栖类不存在、而在哺乳类进化出来的印记基因被认为是阻碍哺乳动物同性生殖的重要因素。通俗来说,印记基因就像哺乳动物的性别“枷锁”,想要冲破性别障碍,就要在印记基因上琢磨突破口。
目前已经发现的印记基因超过个,随机分布于染色体的数十个区段上,表达模式由印记控制区段的差异甲基化来控制。
东京农业大学Kono实验室曾在未成熟卵中删除了2个印记控制区段,即H19和IG,就成功得到了活的孤雌小鼠。这也是全球实验室中首次实现了哺乳动物的孤雌生殖,曾引起广泛
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