万事俱备，只缺“蝌蚪”：没有受精卵，也能生宝宝？

近日，一项发表在《Nature Communications》杂志上的新研究，科学家首次实现了哺乳动物（小鼠）的无卵子单性生殖。

单性生殖，又称孤雌生殖，即卵不经过受精也能够发育成为正常的新个体。

该现象普遍存在于一些较原始的动物身上。能够进行孤雌生殖的脊椎动物屈指可数。最著名的，要属锤头鲨。

隆重介绍：哺乳动物孤雌生殖

首先用氯化锶激活液对小鼠的卵母细胞进行孤雌活化。通俗解释就是，通过化学手段，欺骗一颗未受精的卵子，让它以为自己已经被精子入侵，从此坚定不移的走上了有丝分裂的道路。

在氯化锶诱导后13小时，利用卵胞浆内单精子注射技术（(Intracytoplasmic sperm injection，ICSI）将精子注射到卵母细胞中。

红色箭头指向精子的头

随后包含一个单倍体基因组的卵母细胞分裂成两个。

染色体在这两个细胞间的分配方式由很多种。科学家选择的是两细胞胚胎。在这些两细胞胚胎中，其中一个细胞的染色体有一半来自卵母细胞，一般来自植入的精子。因为这样的细胞成活率比较高。

随后，科学家摧毁第二个细胞。通过这种方式创建的胚胎，称为phICSI。phICSI被植入假孕母鼠体内。

对照组胚胎，是在减数分裂中期II时（即常规途径），通过ICSI将精子注射到卵母细胞中。称为ICSI。在两细胞期，摧毁其中一个。随后植入假孕母鼠体内。

phICSI胚胎组存活率10.4%，而ICSI胚胎组存活率43.4%。此外，科学家还尝试了将胚胎进行7小时和10小时的诱导时间。二者的存活率均低于13小时诱导时间的胚胎。

此外，科学家还比对研究了phICSI胚胎组和ICSI胚胎组中染色体的重编程方式。

重编程，意即把已分化的细胞逆转回胚胎状态，使其拥有可以发育成所有细胞类型的非凡能力，卵子与精子结合形成胚胎的过程也可以被看作一种重编程。

从20世纪60年代,英国科学家约翰·戈登(John Gurdon)用蝌蚪的肠道细胞培育出一只的青蛙,到1996年,伊恩·威尔穆特(Ian Wilmut)用成体哺乳动物的细胞创造了多莉羊,重编程的研究已经走过了几十年的光阴. 

诱导体细胞重编程的方法有许多。

但到目前为止，唯一能诱导体细胞产生有功能个体的重编程的方法只有核移植，其他的方法只能在细胞、分子或生化水平上产生诱导。

对比结果表明，胚胎在第一个周期，是可以绕过精子基因组的重编程，依旧完全发育的。注射后，组蛋白，5-甲基胞嘧啶，5-羟甲基胞嘧啶基因组重编程方式，不同于受精卵，且后续分裂的胚胎依旧携带变异转录。

由此得出结论，终末分化的精核，具有极强的可塑性。终末分化，是指动物受精卵子代细胞的全能性随其发育过程逐渐受到限制而变窄，即由全能性细胞转化为多能和单能干细胞，直至分化为终末细胞。

挑战传统理念

孤雌生殖繁育的小鼠，能够通过常规途径繁衍后代。然而，作为生物学的“黑匣子”，精核重编程的具体机理仍旧有待探究。

目前并没有证据表明，该试验结果能够应用于人类胚胎。但科学家相信，有朝一日，人类可以跳过啪啪啪，仅凭一己之力，繁育后代。该方法还能用于拯救濒危灭绝物种。

该研究挑战了长期以来的观念自1827年以来，由生物学家Karl Ernst Ritter von Baer建立的基础，即所有的哺乳动物都是由受精卵发育而成。

除了拯救濒危物种，该技术可望应用于治疗各种不孕不育，用科学之手，撕光小广告。

编辑：潇寒

参考： Gizmodo, NatureCommunications

http://futurism.com/just-add-sperm-breakthrough-could-let-us-make-babies-without-an-egg/

http://gizmodo.com/scientists-have-bred-live-mice-with-no-need-for-fertili-1786543071

戴维·西拉诺斯基, 张文韬. 重编程:生物学的黑匣子[J]. 厦门科技, 2015(1):26-29.

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