國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Cell以“特別推薦論文”刊發(fā)了來(lái)自中科院上海生科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所李勁松、徐國(guó)良研究員的最新成果，他們找到了一種制造“人工精子”的方法，可以對(duì)人造精子中的基因進(jìn)行“加工”，并穩(wěn)定地遺傳給后代。該雜志認(rèn)為，這一成果將極大促進(jìn)哺乳動(dòng)物遺傳學(xué)及相關(guān)生命科學(xué)的研究。

    在自然界，哺乳動(dòng)物的普通細(xì)胞中都含有兩套DNA，一套來(lái)自父親，另一套來(lái)自母親。而精子和卵子是一類(lèi)特殊的細(xì)胞，它們每個(gè)細(xì)胞中只含有一套DNA，當(dāng)它們結(jié)合到一起變成受精卵時(shí)，才能發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體。

    徐、李兩位研究員作了一個(gè)異想天開(kāi)的嘗試：讓一個(gè)單獨(dú)的精子發(fā)育成一個(gè)具有100多個(gè)細(xì)胞的胚胎。這能行嗎？對(duì)于已經(jīng)成熟的精子，當(dāng)然不可能，不過(guò)他們把一個(gè)精子注入了一個(gè)去掉DNA的卵細(xì)胞中，這個(gè)只有來(lái)自父親遺傳物質(zhì)的“受精卵”就開(kāi)始發(fā)育了，這即是“孤雄單倍體胚胎”。

    在這個(gè)過(guò)程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多有趣的現(xiàn)象——

    精子可以決定性別，一種是可生出雌性小鼠的，包含X染色體；另一種是雄性的，包含Y染色體。所有發(fā)育存活下來(lái)的，全部都是“雌性精子”。李勁松解釋?zhuān)^(guò)去有實(shí)驗(yàn)證明，X染色體上含有許多胚胎早期發(fā)育基因，而Y染色體沒(méi)有。更有趣的是，盡管“孤雄胚胎”只有一套染色體，但在發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞會(huì)逐步擁有兩套DNA，變成正常的雙倍體，這讓科學(xué)家感到異常驚奇，不明白自然界通過(guò)什么方式在“糾錯(cuò)”。

    另外，拿出任何一個(gè)“孤雄單倍體胚胎”細(xì)胞，都可以當(dāng)作精子使用，使卵細(xì)胞受精，并生下正常小鼠——可惜的是成功率比正常精子低了4-5倍。但好處在于，這種“人造精子”的基因可以被“加工”，比如敲除或增加某個(gè)基因，這使得科學(xué)家能方便地制造出實(shí)驗(yàn)所需要的小鼠模型，而且保證能將基因的“加工結(jié)果”穩(wěn)定地表現(xiàn)出來(lái)，并遺傳給后代。

    徐國(guó)良介紹，一般小鼠繁殖一代需要約3個(gè)月，而按照傳統(tǒng)方式，要繁殖2-3代小鼠才能獲得所需要的轉(zhuǎn)基因或基因打靶小鼠，如果利用這種新技術(shù)，1-2代即可搞定，相當(dāng)于將實(shí)驗(yàn)周期縮短了1-2倍。

    “如果這種方法運(yùn)用到像猴子這樣的非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上，效果將更顯著。”李勁松說(shuō)，因?yàn)楹镒拥姆敝持芷谝阅暧?jì)，且一般一次只生一胎，靠“撞大運(yùn)”方式獲得需要的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，成本十分高昂——這種新方法無(wú)疑大大縮短了培養(yǎng)時(shí)間，降低了實(shí)驗(yàn)成本。