当科学家制造未成熟的人类蛋细胞时来自捐赠的血液,有人推测人类繁殖是在巨大破坏的边缘。

未来是现在。

上周,一支来自中国的团队完全大修自然繁殖,利用基因工程首次从同性父母出生的小鼠。来自两个妈妈的婴儿与通过古老的鼠标幼仔无法区分:不仅他们健康,他们还是继续生育自己的小鼠幼犬。

那些出生于两个爸爸的DNA - 在通过出生的替代品幸存下来的帮助下,但只有几天,强调新技术仍处于起步阶段的事实。

除了一边是一面庞大的技术旅游,研究精确定位批判性重要的遗传因素,允许胚胎正常发展。这就像破解生物谜的生物典型守则 - 一组遗传指令,让胚胎存活,无论它是如何制作的。

“这向我们展示了可能的事情,”高级作者魏丽博士在中国科学院。团队描述了他们的结果细胞干细胞

印记困境

鸡蛋和蛋(或精子和精子)如何产生后代?

如果您认为DNA为计算机代码,壮举可能会令人艰难令人艰难:当蛋和精子相遇时,他们的生物代码(DNA)以一种产生健康胚胎的方式混合。“鸡蛋”和“精子”如果他们只是被认为是必需的DNA码-33染色体的载体,则它们都不是精确的,因此允许宝宝具有正常的46。

但是有一个问题:哺乳动物需要妈妈和爸爸的DNA代码来制作婴儿,而动物王国 - 锤头鲨鱼,科莫多龙和其他爬行动物,鱼类和两栖动物 - 没有合作伙伴会产生后代优惠。

为什么?

自20世纪80年代以来,科学家们一直在挠挠脑袋。早期的研究首先表明它是因为一个名为“印记”的生物现象。

这是理论如何进入:当蛋和精子相遇时,每个家长的DNA都会见面并立即对接头。例如,妈妈的DNA可能导致较小的婴儿来缓解分娩过程,而爸爸的DNA想要大,强烈的婴儿曾经出生过生存。

大自然的解决方案的解决方案是妥协:妈妈的DNA的一些地区被关闭,让爸爸的遗传贡献活跃在胚胎中,而活性DNA的其他部分仅来自妈妈。这种称为“印记”的过程发生了大约100个关键基因,其中许多对胚胎的生存和生长至关重要。

In a way, the embryo has the final say on which parent’s gene is turned on—those turned off are tagged with a chemical “silencer,” which ensures that one parent’s DNA contribution remains silent, and a progeny only has one active copy of a gene at a time.

这是同性父母的问题:大多数基因只被标记为一个父母沉默,让其他没有标记。将相同组的标记(或未标记的)基因组合在单一的胚胎中 - 与相同性父母混合的DNA发生在导致导致导致流产的发育缺陷。

删除标签

如果标签是问题,为什么不删除它们?

在这项研究中,研究小组首先关注的是两个母亲的可能性。他们将胚胎干细胞浸泡在一种化学溶液中,这种化学溶液“欺骗”细胞,使它们认为自己已经受精,从而开始潜水。这些细胞最终变成了一种被称为“单倍体细胞”的突变物种,因为它们只包含正常染色体数量(23)的一半,很像来自单亲的卵子。

接下来删除标签。在试验和错误过程中,团队逐渐追捕三个基本区,在DNA中控制着印记而不伤害胚胎。然后,使用CRISPR-CAS9.,该团队删除了那些临界DNA的临界延伸。

删除的区域覆盖着印迹化学标签,因此至少在印记模式方面,至少在印记模式方面擦拭它们的奇数细胞更多“雄性”。

然后将遗传工程细胞(伪精子)注入不同雌性小鼠的未受精的卵细胞中。遗传物质与正常繁殖期间合并,胚胎植入第三孕妇的子宫内。

本弗兰肯斯坦-ISH过程令人难以置信的是,从两个妈妈制成的210个胚胎中造成29只活小鼠。七个队列继续拥有自己的小鼠(以通常的方式)。

当研究小组以两只雄性老鼠为研究对象时,他们面临着更多的障碍。第一步几乎是相同的:制造只包含一般染色体一半的单倍体细胞,类似于精子。

两国鼠标小狗
该图像显示两只双胞胎小鼠小狗(出生于两个父亲)图像信用:莱昂王

这一次,该团队必须在DNA中追捕七个地区,控制着印记,并煞费苦心地删除每一个,而不拧紧其他对胚胎发育至关重要的地区。

还有更多:球队然后从雌性鼠中拿出一个蛋细胞,吸出核心,是大多数女性捐赠者的DNA的“家”。因此,蛋成为含有适当化学物质的空血管,有助于胚胎生长。

然后该团队将这些改性的“精子”细胞与另一次爸爸的精子细胞注入到空蛋中,重构46对染色体。

甚至那还不够。该团队很快意识到他们需要胎盘的组织来滋养奇怪的胚胎。因此,他们从另一个非活小鼠胚胎中取出胎盘形成材料,并用来将最终植入替代母亲的人工胚胎鹅卵石。

然而,尽管他们的最佳努力,但程序的时间有2%的时间 - 即使那些试管小鼠幼仔在出生后不久死亡。

“后代的快速死亡揭示了仍然存在一些未知的繁殖/开发障碍在生产双父目小鼠的生产中,”研究作者宝阳博士。

“从两只男性的成功繁殖是非常罕见的,并且只能在实验条件下的特定鱼类中发现,”他补充说,并指出可能会有可能“比双产母老鼠更多的障碍”。

越过障碍

虽然这项研究只成功地从同性父母那里成功生成了一只老鼠,但它仍然穿过先前认为不透水的生物障碍。

这是一种“产生同性哺乳动物后代的新方法”,周,暗指以前试图达到同样的研究。

他说,以前尝试从两个妈妈制作婴儿的婴儿产生的小鼠幼崽制造了一种健康问题。在那个父亲中需要产生中级母亲的双父母父母的其他尝试被赋予形成蛋的能力 - 一种酷炫的科学胜利,而是一种促使人类不孕的过程。

这项研究在这里推动了生殖科学的前沿,以一天可能有一天在临床上相关。

这里的关键是“一天”:程序的成功率太低,甚至考虑在人类中使用它。“我认为这几乎是不可能的,这将被允许临床应用程序,”Jacob Hanna博士在以色列的Weizmann科学研究所,他们没有参与该研究。

任何与后代健康有关的任何技术都符合令人难以置信的高标准,充分原因。甚至在本研究中出生的“健康”小鼠幼鼠甚至可能在生命晚期之前具有潜在的问题,或者只会出现在能够传递到他们后代的认知先进的测试问题。

从老鼠到人类将是“至少10倍的困难”,刘张博士在哈佛医学院说。

尽管有这些挑战,有一件事很清楚:蛋符合人类繁殖的精子范式摇摇欲坠。现在这只是一个何时,而不是。

图像信用:雷云王

Shelly Xuelai Fan是一个神经科学家转向科学作家。她在不列颠哥伦比亚省大学的神经科学中完成了博士学位,在那里她开发了新的神经变性治疗方法。在研究生物脑的同时,她对AI和所有东西都很着迷。毕业后,她搬到了UCSF,研究了恢复老年大脑的基于血液的因素。她是 ...

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