同性伴侣想要取得子孙不是梦遗传阻止正逐渐根除

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放大字体  缩小字体 2020-01-12 05:38:55  阅读:4708+ 来源:环球科学 作者:责任编辑NO。谢兰花0258

(原标题:同性伴侣想要取得子孙不是梦 遗传阻挠正逐渐根除)同性别的人可以孕育子孙吗?这听起来像天方夜谈,不过现在有些技能...

(原标题:同性伴侣想要取得子孙不是梦 遗传阻挠正逐渐根除)

同性别的人可以孕育子孙吗?这听起来像天方夜谈,不过现在有些技能现已让同性生殖不再悠远。虽然离实践运用还有一段距离,但这些技能至少能让许多同性伴侣看到期望:拥抱遗传学上归于互相的孩子。

来历丨Discover magazine

撰文丨Roni Dengler

翻译丨杨心舟

Cara Gormally的受孕进程让她一向笼罩在忧郁的气氛中,她自己十分想要一个孩子,而她和同性伴侣所要面临的仅有困难,便是挑选正真合适的精子捐献来历。她们在寻觅捐献者的阶段还比较轻松,但接下来,Gormally的受精进程变得困难起来,她每个月都会因为受精失利而变得懊丧和丢失。“这一进程中,随机因素太多了,咱们只能凭命运。”她表明。经济和生理上的两层重压让她身心俱疲。

但这还不是最难的部分,她和妻子现已承受一个现实,那便是不管她们多巴望要一个孩子,从生物学上来说,这孩子都不会和Gormally的妻子有任何血缘关系。

“一想到孩子从遗传学上来说不是来自咱们俩,我就会十分悲伤,”Gormally表明,“我期望能打破这种生物学上的不或许。”

现在,一系列新技能或许有潜力改动这种不或许,让同性伴侣也能像异性伴侣相同取得交融两人遗传基因的孩子。

  同性生殖的最大阻挠

哺乳动物体内的绝大多数细胞都带有两组染色体。其间一组来自父亲,一组来自母亲。不过精子和卵子归于特例,只带有一组染色体。当卵子受精后,受精卵又会从头具有两组染色体。

关于Goamally和妻子这样的同性伴侣来说,阻挠她们取得两人一起结晶的最大阻挠便是基因组印记。这些印记会在爸爸妈妈的DNA上带上不同的符号,并且一起传递给自己的子孙。这样的意图是为了让某些基因只经过母源或父源一方的DNA表达。假如这一进程出了过失,则或许会导致流产、子孙呈现发育缺点和癌症。

  在精子和卵子中,染色体上特定的印记基因会被缄默沉静或许重写,不管这条染色体之前是来自父亲仍是母亲。   Jay Smith/Discover

在DNA履行基因印记进程中,母亲一方不同区域的部分符号会封闭特定基因的表达,因而这段基因就只能依靠父亲供给的DNA来表达,反之亦然。(当然并不是一切的印记都会封闭基因表达,有些也会激活基因)。这便是同性伴侣想取得小孩最大的困难,假如用的都是来自女人或男性的DNA,那么某些区域的基因就或许都是封闭的,这样胎儿不或许正常发育。

“咱们无法确保正常发育所需的一切基因都处于敞开状况,除非胚胎一起承受了父源和母源的遗传物质。” Marisa Bartolomei表明,她是宾夕法尼亚大学的遗传学家,正是她在小鼠中发现了第一个印记基因。

科学家大约在30多年前就在哺乳动物中发现了基因组印记,在上世纪80年代的实验中,研讨人员测验移除了小鼠受精卵中来自母亲或父亲的基因组,然后再往这个受精卵中参加一套基因组,最终变成全部是母源基因组或许父源基因组的胚胎。这种受精卵可以使小鼠怀孕,但胚胎都无法发育存活。

这些实验阐明,胚胎的正常发育离不开爸爸妈妈两边的遗传物质。并且爸爸妈妈两边的DNA在某些方面或许表达得并不相同。而后续还有实验还发现,假如小鼠胚胎某段区域的一对DNA复制都来自同一方(而不是爸爸妈妈各供给一条复制的话),那么小鼠的发育进程就会呈现不同。

比方有一段基因可以操控小鼠长出发夹相同的尾巴。当研讨人员将母源DNA上相关的基因区域删去时,小鼠胚胎会长得更大,并且在发育半途逝世。而将父源DNA上相关基因区域删去时,基本上不会对小鼠发育发生影响。

随后的30年里,研讨人员发现了渐渐的变多的印记基因(他们估量应该有100~200种这样的基因)以及可以缄默沉静这些基因表达的符号。这一进程中,科学家也发现这些印记基因会和人类的发育紊乱有关,他们也意识到,同性伴侣想要取得遗传学上的子孙,最大的困难就在这儿。

  突破阻挠

在2018年10月,科学家在小鼠中打破了这种不或许。中科院动物研讨所的李伟课题组在删去了一些印记基因区域后,让两只雌性小鼠取得了健康的子孙。他们也在两只雄性小鼠中进行了测验,但两只雄性小鼠取得的胚胎在出世数天后就逝世了。虽然在两只雄性鼠中没有成功,李伟依然很达观:“这项研讨向咱们展现了一些或许性。”

为了打破印记基因的阻挠,李伟和搭档挑选了一只雌鼠供给胚胎干细胞,并用CRISPR/Cas9技能将一些基因区域删去。之后它们将修改过的胚胎干细胞注入了另一只雌鼠的卵子中,最终由代孕鼠担任孕育胚胎,并产下子孙。

在这项实验的前两年,李伟课题组就现已在同性小鼠生育子孙的实验中取得了一些成功。其时他们删去了2个印记基因区域,这些由两只雌性小鼠孕育的子孙依然可以活到成年,并具有自己的子孙,但它们会呈现一些成长缺点。均匀来说,由两只雌鼠孕育的子孙要比男女小鼠生育的轻20%,而在2018年的这项研讨中,他们删去了第3个印记基因区域后,小鼠能正常地成长了。

可是科学家现在还无法在两只雄鼠身上重复这个成果,相关的实验难度也比两只雌鼠要大。他们发现,假如要让两只雄鼠具有遗传学上的一起子孙,需求删去的印记基因区域或许是两只雌鼠的两倍。因而,在李伟的研讨中,他总共删去了7个印记基因区域才成功地让两只雄鼠取得了子孙。

虽然含辛茹苦让它们取得了子孙,但存活的小鼠数量寥寥无几。只要2.5%的胚胎会开端发育,0.5%的小鼠能存活两天,没有小鼠活到了成年。

“现在,两只雄性小鼠发生健康的子孙仍是做不到,咱们应该战胜更多的阻挠才或许正真确实保这些小鼠在出世后可以存活下来,”李伟表明,“出世率越低,越能阐明两雄生殖中有一些不知道的妨碍在阻挠胚胎发育。”

相对地,两雌生殖的状况就要好许多。它们发生的子孙可以活到成年,还能再次与其他雄鼠交配产下自己的孩子。并且行为上也与其他小鼠相同,没有不同。就他们的研讨来说,两雌生殖取得的小鼠和实验室其他小鼠相同健康。

“这并不代表这些小鼠每个方面都是正常的,”李伟特别提示到,“在严厉约束的实验条件和数量有限的动物下,咱们无法检测到一切方面的问题。”当然,虽然这项实验在小鼠中取得了成功,并不代表可以供给给人类运用。“在进行人体实验之前,再多的安全和风险性考虑都不为过,”尤其是两雄生殖,就现在的技能来说,两只雄鼠发生的子孙会十分不正常,也存活不了。

因为两雌生殖看起来更有期望,他们现在正准备将相关的技能运用到山公中。假如能在山公中成功,就从另一方面代表着同性生殖离人类又更近了一步。

  另一种期望

虽然上面的研讨令人鼓舞,可是像Gormally和她伴侣相同的人现在仍是无法用得上这种技能。不过,这也不是同性伴侣仅有可以盼望的办法,另一项被称作“体外配子发育”(IVG)的技能也许是他们的第二种挑选。

科学家可经过IVG技能将身体的其他类型细胞转变成卵子或许精子。并且现已有生物学家测验了IVG,将成人的皮肤细胞重编程成干细胞,之后再对其促分解,使这些干细胞分解成卵细胞或许精子。

一些日本的研讨团队在IVG技能方面现已十分熟练,日本京都大学的齐藤通纪和林克彦就从前运用小鼠尾巴上的细胞从头发生了具有功用的卵子。

之后,他们给这颗重编程发生的卵子进行了受精,并移植到代孕鼠中。成果,胚胎能正常发育,发生的子孙不只健康并且也具有生殖才能。因而,理论上来说,假如是两个女人,只需将其间一名女人的皮肤细胞转变成精子,然后再给她伴侣的卵子受精就能孕育子孙。

IVG技能确实可以改动同性伴侣取得子孙的或许性。“假如这种办法是可行的,咱们必定会去测验,”Gormally表明,现在,她经过运用捐献者的精子产下的婴儿都开端学习走路了,“这彻底可以改动一些不能打破的规矩。”