“這項成果表明,單倍體細胞也能讓卵子受精,這將極大促進哺乳動物遺傳學及相關生命科學的研究。”日前出版的國際著名學術期刊《細胞》雜志,以“特別推薦論文”刊發中科院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所李勁松研究組和徐國良研究組一項研究結果時,該雜志審稿人如是說。
據了解,卵子和精子是體內僅有的單倍體細胞,只有精卵結合才能成為雙倍體細胞。然而,卵子和精子都無法在體外培養,也無法在基因層面進行操作。李勁松、徐國良等科研人員在研究中取一枚小鼠卵子,在顯微鏡下移除卵細胞核后,注入了一枚小鼠精子,構成了不完整的重構卵,在體外培養到100多個細胞時,便形成了一個早期胚胎的囊胚。這種囊胚被稱為“孤雄囊胚”,其實就是一個經過重構的單倍體胚胎,即帶有來自父本基因組的“人造精子”之源。它可通過細胞培養的方法,擴增為大批“人造精子”,然后形成一株單倍體的胚胎干細胞系。
據介紹,目前科研人員共培養出5株單倍體的胚胎干細胞系。為了驗證“人造精子”的授精能力,科研人員又將其注入小鼠卵細胞中,發現受精后的胚胎能發育成健康小鼠。據了解,第一只“人造精子”小鼠已于去年10月23日在實驗室誕生。當時,由于它的遺傳物質中被做了綠色熒光標記,這只紅皮小鼠在熒光燈下泛出綠色。后來,它成功交配,又產下子代,仍帶有綠色熒光標記,證明遺傳有效。目前,它已度過鼠類2年生命期的1/4。而以同樣方法獲得的健康小鼠一共有17只。
據悉,該“人造精子”注入卵子后獲得小鼠的成功率還只有5%,只是正常精子體外受精成功率的1/5或1/4;而且“人造精子”只兼容“X染色體”,不兼容“Y染色體”,這決定了它育出的小鼠性別均為雌性。科研人員下一步計劃在靈長類動物猴的身上進行進一步實驗研究,希望找到修正自然精子所攜帶疾病基因的方法。
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