卵子|哺乳动物首次！不用精子 只用1个卵细胞就能繁育后代
你敢信 ， 现在只用1个卵细胞 ， 就能“生”出健康小鼠了！
科学家们现在通过一些特殊方法 ， 用单个卵细胞就能创造出健康的小鼠 。
生下来的小鼠不仅活到了成年 ， 还有了自己的后代 。
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△成年小鼠和它的健康后代
这种现象被称为孤雌生殖 ， 此前一直没能在哺乳动物中真正实现 。
孤雌生殖在爬行动物或某些鱼虫鸟类中比较常见 ， 哺乳动物此前虽然用2个卵细胞实现过同性繁殖 ， 但单个细胞还没有成功过 。
这篇最新的研究来自上海交通大学医学院附属济仁医院等单位 ， 目前已经发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上 。
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来看看科学家们是怎么完成这一突破的 。
用基因编辑模拟受精过程
事实上 ， 孤雌生殖在自然界并不少见 ， 但在哺乳动物身上却一直难以实现 。
这是因为 ， 生物细胞中的一些印记基因 ， 会在正常受精过程中 ， 让细胞中的某些等位基因1个表达而另1个不表达（正常来说应该都表达） 。
也就是说 ， 我们中学生物学的孟德尔遗传定律 ， 在印记基因这里不适用 ， 因为印记基因可能会让雌雄DNA在组合时 ， 强行表达其中一方的基因 。
这个过程 ， 对于哺乳动物的胎儿生长非常关键：
印记基因对哺乳动物胎儿的生长和行为发育起着至关重要的作用 ， 异常表达可能会导致个体出现过度生长、生长迟缓、智力障碍、行为异常等疾病 。
因此 ， 要想让哺乳动物通过单个卵细胞生长存活 ， 就需要通过基因编辑的方法 ， 在卵细胞上模拟出受精卵的情况 。
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具体原理 ， 就是利用甲基化酶和去甲基化酶 ， 来让DNA中的某些基因表达 ， 另一些基因沉默 。
这是因为 ， 基因的甲基化能影响转录过程 ， 使得基因沉默 。
如果能完成这些基因的甲基化或去甲基化 ， 就能让卵细胞模拟出接受精子后的正常受精状态 。
通过进一步研究 ， 科学家们确定了7个需要被表达或沉默的基因 ， 其中2个是父系基因组印记 ， 5个是母系基因组印记 。
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【卵子|哺乳动物首次！不用精子 只用1个卵细胞就能繁育后代】其中 ， 2个父系基因组印记H19和Gtl2在表达时 ， 会出现抑制代谢活动、不生成蛋白质 ， 从而让胚胎无法正常发育 。
因此 ， 研究团队使用CRISPR-dCas9通过Dnmt3a甲基化酶 ， 将这两个基因的控制区域进行了甲基化 。
而5个母系基因组印记控制区域Igf2r、Snrpn、Kcnq1ot1、Nespas和Peg10如果不表达 ， 则会出现胚胎致死、或是严重影响其发育 。
因此 ， 研究人员又使用CRISPR-dCpf1通过Tet1去甲基化酶 ， 实现了这5个基因控制区域的去甲基化 。
当然 ， 这些都还是理论 ， 如果能完成这些基因的甲基化或去甲基化 ， 就能让卵细胞模拟出接受精子后的正常受精状态 。
具体实验结果究竟如何呢？
后代身体情况正常 ， 可繁殖后代
在实验中 ， 研究人员按照如上方法构建出了389个孤雌胚胎 。
经过人工激活 ， 其中227个为可培育的重构卵母细胞 。
在体外培养后 ， 有192个卵母细胞是可以正常发育到囊胚期 ， 即胚泡 。然后再将这些胚泡转移到了14只雌性小鼠体内 。
最终 ， 共产下了3只幼崽 ， 其中2只体重过低 ， 并表现出生长迟缓的迹象 ， 在出生后24小时内死亡 。
剩下1只幼崽体重正常 ， 成功长到了成年期 ， 还能正常繁殖后代 ， 并且其体内的原发性印记障碍也不会遗传给下一代 。
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