酷研究/大陸造出人造精子! 男人從此沒用了?

精子通常具有長長的尾巴,幫助它們游向卵子,但科學家製造出來的人工精子缺少這一特徵。

據國外媒體報導,具有足夠雄性基因,能成功使卵細胞受精的人工精子已經研製出來,並且可以批量生產。利用這種人工精子,大陸科學家成功繁殖出了『半克隆』小鼠。據報導,這種人工精子沒有尾巴,無法游動。

根據新浪科技報導,科學家稱,利用這一技術可以繁殖出大量基因改造的實驗動物,將加快對癌症等疾病的研究。不過需要補充的是,將這種人工精子技術用在人類身上還為時過早,因為在動物實驗中,有高達80%的後代死亡。

來自中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所的李勁松研究員主持了這一專案。他在接受媒體採訪時稱,利用這種人造精子細胞可以便捷、高效地繁殖出一大批半克隆的小鼠,而它們將戰鬥在對抗癌症以及其他遺傳性疾病的第一線。

李勁松研究員說:『對實驗動物來說,20%的健康後代或許已經足夠好,但在人類身上就不行了。如果該技術用在人類精子上,會導致出生時有80%會死亡或有缺陷。』

儘管在此之前,世界其他地方的科學家已經製造出了人工精子,但這些精子都來自幹細胞。他們採用的方法也較有爭議,因為這些幹細胞直接取自胚胎。

李勁松研究員及其同事正在開發的這項技術並不需要破壞胚胎,他們的研究結果發表在《細胞與幹細胞》(Cell Stem Cell)雜誌上。

2012年,他們宣稱將一個精子放入一個已經移除了細胞核和遺傳物質的卵細胞中,結果獲得了一個類似胚胎細胞的幹細胞,具有類似精子的功能,但沒有尾巴,無法游動。

這種幹細胞可以用來大批量生成類似的人工細胞,不過,該技術目前的效率還很低,獲得的受精卵只能培養出20%的健康後代。

在最近的研究中,科學家利用CRISPR-Cas9基因編輯技術對人造精子的一些基因進行了修改。透過關閉兩個與胚胎發育有關的基因——H19和Gtl2——科學家發現培養過程的效率有所提高。

簡單來說,他們移除了一個卵細胞的細胞核,然後把一個精子的頭部注入這個卵細胞,將其培養成幹細胞,然後再把這些幹細胞注入到健康的卵細胞中。在培養出來的後代中約有20%存活下來。

不過,科學家稱,他們還需要進一步研究這些經過編輯的基因是否會對動物未來的後代產生影響。李勁松研究員還提到,在人類身上嘗試這種技術將可能帶來『倫理危機』;相反,該技術可以提供一種製造基因改造動物的有效方法,從而為實驗室中對疾病的研究提供幫助。作者在研究論文中寫道:『我們希望這一方法能有助於小鼠發育和疾病模型的遺傳分析。』

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研究者利用人造精子成功培養出了半克隆小鼠。這些幼鼠都是雌性小鼠自然生產出來的。

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科學家將精子放入沒有細胞核的卵細胞內,生成了行為類似精子的幹細胞(圖中所示)。

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從左至右涉及到了卵細胞移除細胞核、注入精子頭部並培養成幹細胞的過程,然後將其中一個幹細胞注入健康的卵細胞中。