科学家刚刚创造了拥有同性父母的健康老鼠

老鼠只是哺乳动物，但正如今天发表在《干细胞》杂志上的一篇新论文所表明的那样，它们不一定需要像探索频道上那样做。在那篇论文中，中国科学院的一个研究小组描述了利用胚胎干细胞和基因编辑生产由同性父母所生的老鼠的复杂过程。有两个爸爸的老鼠只能存活大约 48 小时，但有两个妈妈的老鼠可以活到成年——并且能够通过与雄性老鼠交配来生下自己的幼崽。这项研究提供了一个新的、复杂的结果，它是一项重要研究的一部分，该研究探索了我们为什么需要两个不同性别的父母。

单性生殖，即从未受精卵子繁殖，是非哺乳动物繁殖的一种常见方式。一些鱼类、昆虫，甚至有时科莫多巨蜥也会这样做。但对于哺乳动物来说，规则是需要两种生物性别的父母才能怀上后代，而卵子需要被精子受精。科学家们一直在试图弄清楚为什么会出现这种情况，其中很多研究都涉及我们最喜欢的一些测试对象：老鼠。

德克萨斯大学遗传学家理查德·贝林格表示，拥有来自父母双方的遗传信息是一种优势，因为“你可以混合变异和重构。”贝林格表示，基本上就是更多的多样性，他没有参与当前的研究。如果你想这样看待它，缺点是，总是需要两个生物性别相反的生物才能生出婴儿。

目前还没有人完全了解我们为什么会这样进化，但研究表明，这与我们需要父母双方的遗传信息才能成长有关。2004 年，一组日本研究人员首次培育出拥有两个妈妈的转基因小鼠，这些小鼠可以活到成年甚至繁殖。他们通过改变与一个重要过程“印记”相关的特定基因来实现这一点。

印记是为什么两只雌性小鼠（或雄性小鼠）的遗传信息无法在不进行基因改变的情况下结合起来产生可存活后代的原因之一。雄性和雌性哺乳动物各自携带相同数量的染色体，一组匹配的染色体需要连接在一起才能使 DNA 成功编码使生命成为可能的蛋白质。但雄性和雌性在基因上是不同的。一些对成功生育婴儿至关重要的基因在雌性中被“开启”，而在雄性中被“关闭”。这意味着你需要一半的遗传信息来自女性，另一半来自男性，这样你发育早期所需的所有印记基因都在发挥作用。性别分化会在稍后出现。

20 世纪 80 年代的实验表明，雄性和雌性染色体是不对称的，这意味着你不能只使用两组雌性或雄性 DNA 来获得实验室小鼠所需的一切。两条染色体都具有所有遗传信息，但根据父母的性别，不同的基因会被关闭，从而产生所谓的“遗传冲突”。两组染色体对于正确开启后代所有必要的基因都是必不可少的。研究人员发现，由两个母亲制造且未进行任何基因改造的小鼠胚胎仅生长了大约 10 天。“它们会发育一点，但会失败，”贝林格说。

2004 年，日本科学家利用两枚老鼠卵子成功培育出基本健康的后代。其中一枚尚未成熟，但其中两个重要的印记基因被修改为“开启”，仿佛这是雄性基因的产物。此后，其他研究团队（包括贝林格参与的团队）也在此基础上培育出有两个父亲的老鼠。事实证明，这更加困难。

在今天发表的研究中，中国研究人员尝试了一种不同的方法。在早期研究的基础上，他们使用了只有一组染色体的基因编辑胚胎干细胞。他们没有关闭与性别特异性印记有关的基因，而是删除了这些基因——雌性删除了三个，雄性删除了七个。然后，他们将这些细胞的细胞核注入卵子或精子中，最终长成一只有两个爸爸或两个妈妈的活老鼠。胚胎干细胞之所以有效，是因为它有可能生成只具有一半遗传信息（产生后代所需）的细胞，并操纵这些信息。

有两个爸爸的小鼠出生后活了下来，活了大约两天，而有两个妈妈的小鼠长大成人后又生下了它们自己的小小鼠。贝林格说，对雄性干细胞进行更多的编辑可能会产生更健康的有两个爸爸的小鼠。不过，这很难确定，因为我们仍然不完全了解印记的过程及其影响。尽管如此，这篇新论文报道了一种制作孤雌生殖小鼠的复杂方法。“我对这项技术壮举印象深刻，”贝林格说。“进行七次[基因]操作并不是一件小事。进行三次操作也不是一件小事。”

他还表示，新论文强调了哺乳动物繁殖过程中雄性和雌性基因组的平衡是多么微妙。科学家们仍在摸索如何操纵这种平衡，但这种理解可能会对克隆和牲畜繁殖产生影响，甚至有一天允许同性伴侣使用父母双方的遗传物质来生育亲生子女。目前用于小鼠的程序无法用于人类。但“我相信未来的技术和一些小改进将使之成为可能，”贝林格说。