十八年前,一只沒(méi)有父親的小羊羔“多莉”讓全世界陷入了瘋狂。在此之后,多種不需要精子的生殖技術(shù)便如雨后春筍般陸續問(wèn)世,以至于都有一些媒體宣稱(chēng)女人生育不再需要男人了。然而,到了2012年,中科院發(fā)表了關(guān)于“小鼠孤雄單倍體胚胎干細胞系”的學(xué)術(shù)成果卻似乎又讓廣大男同胞們實(shí)現了一次華麗麗的逆襲——你說(shuō)不需要男人了,我還“孤雄”了,不需要女人了呢。但實(shí)際上,孤雄單倍體胚胎干細胞到底是什么?這是否意味著(zhù),從此以后男男也可以產(chǎn)子了呢?
故事還得從很久以前說(shuō)起。大部分動(dòng)物都需要雌雄兩性的結合才能繁殖后代,人也不例外——性,不但能給予浪漫的愛(ài)情,更可以防止基因的品質(zhì)在傳播過(guò)程中發(fā)生退化,使得優(yōu)秀的基因一代代地傳下去。然而,自然界當中總有那么一些“異類(lèi)”,它們不需要交配,不需要受精,就可以繁殖后代。對它們而言,只靠雌性就足以傳宗接代了,科學(xué)家們把這種繁育方式稱(chēng)為“孤雌生殖”。
在孤雌生殖過(guò)程中,卵細胞(注:根據物種的不同,這里的“卵細胞”指的可能是卵子,也可能是次級卵母細胞,下文主要討論哺乳動(dòng)物,一概稱(chēng)為次級卵母細胞)采用一種稱(chēng)為“孤雌激活”的方式。使體內未受精的次級卵母細胞像已經(jīng)受精了一樣地發(fā)生卵裂,并最終發(fā)育成胚胎——在這樣的過(guò)程中不需要精子。
最初,人們覺(jué)得孤雌激活是這些注定孤獨一生的動(dòng)物所特有的能力。高等的哺乳動(dòng)物,斷然不會(huì )這樣吧?然而,在對小鼠胚胎發(fā)育的研究中,科學(xué)家發(fā)現極少數小鼠次級卵母細胞也會(huì )在沒(méi)有受精的情況下自行卵裂,從而在小鼠卵巢中形成畸胎瘤。這類(lèi)發(fā)現揭示,哺乳動(dòng)物的次級卵母細胞一樣存在孤雌激活的現象,精子的存在感再一次受到了“打擊”。
經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的摸索,科學(xué)家們發(fā)現,借助于一些離子或小分子(比如乙醇、鍶離子、環(huán)乙酰亞胺、某些酶等)、精子提取物或電刺激去模擬精子進(jìn)入次級卵母細胞時(shí)釋放的信號,就可以讓其“誤以為”自己已經(jīng)受精,因而被激活并開(kāi)始發(fā)育。通過(guò)這種人工孤雌激活技術(shù),科學(xué)家們就可以制作出孤雌胚胎干細胞。利用特殊的培養體系,這樣的胚胎干細胞也可以像別的細胞一樣被培養在培養皿中。
一般而言,高等動(dòng)物體細胞的基因組當中包含兩套幾乎一樣的染色體組,因此這些個(gè)體都被稱(chēng)為二倍體。從2009年起,各地的研究組相繼報道,利用人工孤雌激活所得到的胚胎干細胞,有時(shí)候會(huì )少掉一套染色體組,因此,這樣的孤雌胚胎干細胞是單倍體的——沒(méi)有精子似乎都不算什么,這些結果意味著(zhù),僅僅依靠來(lái)源于卵子的一套染色體就足以維持胚胎干細胞的生存了。
在這個(gè)男女平等的時(shí)代,胚胎干細胞既然可以只依靠卵子的一套染色體生存,精子的那一套染色體沒(méi)道理不行啊??墒?,“孤雄激活”較之“孤雌激活”更為復雜。次級卵母細胞當中包含了一個(gè)最基本的胚胎形成所需的一切物質(zhì)條件,精子的功能只是啟動(dòng)她的“發(fā)育開(kāi)關(guān)”并帶入一套遺傳物質(zhì)而已。但雄性生殖細胞——精子,可沒(méi)有這么好的先天條件,孤雄激活的細胞基礎還得是卵子。
目前,“孤雄激活”有兩種比較常見(jiàn)的實(shí)現方法,一種是先讓一個(gè)次級卵母細胞正常受精:在受精后,來(lái)自精卵的染色質(zhì)會(huì )各自被包裝成一個(gè)類(lèi)似細胞核的結構——原核,在兩個(gè)原核形成但還沒(méi)有接觸的時(shí)候,設法去掉雌原核。這時(shí),次級卵母細胞發(fā)育的“開(kāi)關(guān)”已經(jīng)被精子開(kāi)啟,而雌原核沒(méi)了,受精卵的后續發(fā)育就只能依靠來(lái)自精子的遺傳物質(zhì)。
另一種方法則是先去除次級卵母細胞的細胞核,然后直接將經(jīng)過(guò)處理的精子注射到去核細胞中,然后再對這個(gè)“外雌內雄”的卵細胞進(jìn)行孤雌激活[2],本文開(kāi)頭所說(shuō)的研究就是基于這個(gè)方法。顯然,無(wú)論怎么進(jìn)行“孤雄激活”,卵細胞的細胞質(zhì)都還是必不可少的。
盡管我們已能夠制備孤雄胚胎干細胞,但這距離能夠產(chǎn)生正常后代的“孤雄生殖”還有很遠的距離。當高等動(dòng)物的胚胎發(fā)育到一段時(shí)期,來(lái)自父本和母本的同一個(gè)基因將發(fā)揮不同的作用,這種“印記基因”現象意味著(zhù),無(wú)論是“孤雌”還是“孤雄”的胚胎干細胞,發(fā)育到一定階段就會(huì )異常、停滯并最終死亡[8],并不能發(fā)育到出生。
不過(guò),廣大“腐女”們也不用太失望,科學(xué)家們已經(jīng)證明,印記基因和一種叫做“DNA甲基化”的現象密切相關(guān),只要對DNA做一些復雜的化學(xué)修飾,就可以消除“印記基因”的限制?;蛟S真的會(huì )有那么一天,任意兩個(gè)個(gè)體,無(wú)論其性別如何,都能產(chǎn)生后代呢。(編輯:Calo)
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