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剑桥大学科学家在星期五表示,他们通过基因工程成功使雌性果蝇可以在不需要雄性的情况下产生后代,这是首次在动物中“诱导产生”处女生育。这些果蝇的后代同样可以在不交配的情况下繁殖,表明这一性状可以代代相传,该最新研究成果在《当代生物学》杂志发表。
处女生育,也称为孤雌生殖（parthenogenesis）,在动物界中非常罕见但并非闻所未闻。 一些卵生动物的雌性个体——如蜥蜴和鸟类——在其生命后期找不到雄性个体时,有能力进行无交配生育。科学家上个月透露,哥斯达黎加一个动物园的一只从未接触过雄性个体的雌性鳄鱼产下了一个含有完全形成胎儿的卵,这是首次记录鳄鱼的处女生育案例。性生殖通常涉及雌性卵子被雄性精子受精。但是在孤雌生殖中,雌性个体自行将卵发育成胚胎。
剑桥大学的研究员Alexis Sperling是本次研究的第一作者,她告诉记者,自家的螳螂曾经发生过处女生育,她一直想研究这种现象的遗传成因。Sperling和几位美国研究人员决定在果蝇黑腹果蝇上进行实验。该果蝇能够正常进行有性生殖,是遗传学研究中最常用的动物模式之一,可以借助一个世纪以上的丰富知识。 首先,该团队测序了另一种果蝇德塞尔查果蝇的两个样本的基因组。其中一个样本仅通过处女生殖繁殖,另一个需要雄性参与。 研究人员然后进行比较,以期找到处女生殖的关键基因。之后他们通过基因操作使黑腹果蝇的基因与亲缘果蝇相匹配。结果获得了“完全可以进行孤雌生殖的果蝇”,使Sperling很高兴。 为了这项历时6年的研究,该团队使用了超过22万只果蝇。如果这些基因编辑果蝇可以接触到雄性,它们会正常进行有性生殖。但是对于那些被隔离的果蝇来说,大约1-2%的果蝇在其40天左右的一生中期放弃等待雄性个体出现,并进行了处女生育。它们的后代也以相近的比例进行处女生育,后代全部为雌性。Sperling表示,如果不利用果蝇丰富的研究数据和遗传工具,要在其他动物上实现这一技术几乎是不可能的,因为孤雌生殖太难研究了。 哺乳动物包括人类不具备处女生殖的能力,因为我们的生殖需要精子提供的特定基因。但Sperling认为,可能比已知的更多动物具有处女生殖的潜能,比如最近发现的鳄鱼个案。虽然处女生殖被认为是物种为了避免灭绝所做的“最后努力”,但这个观点还需要更多研究。 Sperling说,处女生殖可能不是一个“绝望的措施”,而可能对一些物种是正常的生殖策略之一。例如,一些蚂蚁和蜜蜂通常都需要处女生殖来产生雄性。Sperling表示,本次研究表明,处女生殖不应仅被视为一个物种的“最后资源”,它也可能是一种可塑的特征,可以通过遗传操作进行调控。 她认为,利用基因编辑诱导处女生殖可能有助于拯救濒危物种免于灭绝。它也可以帮助我们更好地理解生殖系统的进化。 不过,文中也提到,目前哺乳动物包括人类还不具备自然发生处女生殖的能力,因为我们的生殖需要精子提供的特定基因。 所以利用这种技术来进行人类生殖仍有一定障碍。而且从伦理考量来看,这种技术在人类身上应用也会引发争议。 总体来说,这个研究打开了利用基因编辑理解和操纵生殖的新视角。但它在人类应用方面的道路还很长,需要谨慎考虑科学伦理问题。我认为目前应该限于在模型动物中开展研究,不应轻易用于人类。 https://www./current-biology/fulltext/S0960-9822(23)00913-2 【免责声明】图文来自网络，版权属于原作者，如有侵权或非授权发布之嫌，请联系我们，我们将及时更正、删除。转载目的在于促进信息交流，并不代表本公众号赞同其观点或对其内容真实性负责。欢迎关注PaperRSS公众号，每天都在更新。 |
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