來源：科學(xué)大院

如果問你老鼠是如何生出小寶寶的,？你肯定會說這還不簡單，肯定和趙忠祥老師解說的《動物世界》一樣：“春天來了,，萬物復(fù)蘇，大草原又到了動物們交配的季節(jié),。雨季又過了,，又到了交配的季節(jié)，公老鼠趴在了母老鼠的身上,，發(fā)出了酣暢的聲音?。?！”

（圖源：pixabay）

但最近的一篇發(fā)表在《細(xì)胞干細(xì)胞》（Cell stem cell）的一篇論文可能要打臉了,。

來自中科院的研究人員利用干細(xì)胞和基因編輯手段,，分別獲得了僅由雌性及雄性親本生育的小鼠。

（圖源：Leyun Wang）

雖然同性雄鼠的寶寶只存活了約48小時,，但同性雌鼠生出的寶寶是完全健康的,，不僅活到了成年期，后來還和另一只雄鼠交配生出了鼠寶寶,。

精卵結(jié)合生殖方式的優(yōu)勢

誠然,，單性生殖（又稱孤雌繁殖，它們生產(chǎn)的卵子不經(jīng)過受精過程,，也可以單獨發(fā)育成后代）在大自然并不是一件稀罕事,，比如之前傳出的在歐洲可以自我復(fù)制的小龍蝦就是如此。單性生殖一般發(fā)生在植物,、無脊椎動物以及少部分脊椎動物身上,。

但對于哺乳動物來說，繁殖有著一套亙古不變的法則,，必須是雌性的卵子和雄性的精子結(jié)合,，沒有任何一種哺乳動物可以依靠單一性別進(jìn)行生存繁衍，哪怕是奇葩的卵生鴨嘴獸也是如此,。

從遺傳學(xué)上來說,，是“基因組印記”存在的緣故。20世紀(jì)80年代的實驗表明,，人類雄性和雌性的染色體是不對稱的（XY和XX）,，這意味著你不能只使用兩組雌性或雄性的DNA來產(chǎn)生新的個體。

你的祖?zhèn)魅旧w（圖源：Wikipedia）

不管來自父親還是母親那邊的染色體,，都包含有你正常生長的所有遺傳信息,，但是不同的基因會根據(jù)父母的性別而被限制表達(dá)，產(chǎn)生一種叫做“基因組印記”的東西,。

基因組印記 （圖源：Learn Genetics @ Utah - University of Utah）

簡單來說,，來自母親和父親的染色體的DNA中都各自有不同的少數(shù)地方不能制造蛋白質(zhì)。而這時,，如果母親提供的染色體無法制造出所需的蛋白質(zhì),，便可依賴父親所提供的染色體制造，反之亦然,。所以,，當(dāng)染色體都是來自父親或母親的話，便會缺少某些蛋白質(zhì),，而其中一些所缺失的蛋白質(zhì),，正是胚胎發(fā)育所需要的。這種基因組印記的現(xiàn)象存在于所有哺乳類動物身上,。

從進(jìn)化的角度來看,，精子與卵子結(jié)合的生殖方式比起孤雌生殖有著顯著的優(yōu)勢,。一般認(rèn)為單性生殖的這些生物已經(jīng)進(jìn)入了進(jìn)化的盡頭，因為它們也算某種程度上的“克隆體”,，缺乏基因多樣性可能最終難以演變成新物種而滅絕,。而精子與卵子結(jié)合的這種有性生殖方式能產(chǎn)生更多的基因組合，增加適應(yīng)性演化的幾率,，防止有害突變的積累,。

換句話說，有性生殖產(chǎn)生的多樣化的基因組合后代,，總會有一些后代能適應(yīng)環(huán)境變化而生存下來,。

（圖源：pixabay）

但要說明的是，科學(xué)家研究的雖然和前面說的孤雌生殖有著類似的地方,，都是單一性別生殖,，但孤雌生殖是同一個體生出來的，只有一個媽媽,，而同性生殖是兩個不同的同性個體生出來的,，也就是有兩個媽媽或者兩個爸爸。

所以,，科學(xué)家現(xiàn)在做的研究并不是孤雌生殖的那種“克隆”,，同性生殖生出的鼠寶寶依舊具備了有性生殖的雜種優(yōu)勢。

歷史上關(guān)于同性生殖的研究

其實歷史上早有人在哺乳動物的同性生殖上做研究了,，在這里只列舉其中一小部分,。

1960年,，生物學(xué)家海倫·克魯斯（Helen Crouse）發(fā)明了“基因組印記”這一專業(yè)術(shù)語,，這種基因印記是等位基因依賴雙親性別表達(dá)，不符合孟德爾遺傳定律的特殊遺傳現(xiàn)象,。在那時,，她就意識到印記是實現(xiàn)同性生殖的主要挑戰(zhàn)。

Helen Crouse （1914–2006） （圖源：Genetics）

1997年,，日本生物學(xué)家Takahiro Tagami及其同事通過將雌性原始生殖細(xì)胞移植到雞睪丸中,，讓這只雞生產(chǎn)出了“雌性精子”，這并不是純粹的用卵細(xì)胞變成的精子,，在生理功能上也并不完整,。

2003年5月，賓夕法尼亞大學(xué)的Hans Scholer及其同事報告了通過小鼠胚胎干細(xì)胞培育出了較成熟的卵樣細(xì)胞,，具有減數(shù)分裂的能力,。但這些細(xì)胞最終并沒有成為完全體，因此也無法測試它們被精子受精的能力,。

2004年,，日本生物學(xué)家Tomohiro Kono及其同事實現(xiàn)了同母生殖老鼠,。科學(xué)家通過修飾未成熟卵細(xì)胞的基因,，將修飾后更“man”的卵細(xì)胞與另一個卵細(xì)胞相結(jié)合,，實驗最后得到457個受精卵中，其中只有兩個產(chǎn)生正常的雌性小鼠,，其中一只名字叫“輝夜姬”,。

輝月姬（圖源：? T,。 Kono from nature）

這項研究的重要性不在于其臨床實用性,，而在于它證明了表觀遺傳工程是可以改變傳統(tǒng)的生殖方式。

人類的同性生殖還遠(yuǎn)嗎,？

其后就是前面介紹的中科院動物所的團(tuán)隊用更高效的辦法,，通過消除單倍體胚胎干細(xì)胞中的基因組印記的辦法，實現(xiàn)了同父同母小鼠的生殖,。不過,，中科院的這項研究更多的專注于基因功能的研究，并不只是“同性生殖”,。

關(guān)于同性生殖,，甚至人類同性生殖這方面，不去談倫理上的限制,，科學(xué)家也做了相當(dāng)長時間的研究,。而且科學(xué)家在體外配子這一塊研究領(lǐng)域，其主要的研究方法不是依靠精子或者卵細(xì)胞的性別逆轉(zhuǎn)再進(jìn)行結(jié)合,，而是直接通過轉(zhuǎn)化人類體細(xì)胞成為生殖細(xì)胞,，這種方式顯然比性別逆轉(zhuǎn)更高效。

說起這,，必須得提及諾獎獲得者山中伸彌,。

山中伸彌（圖源：Wikipedia）

2006年，他找到了一種轉(zhuǎn)化人類體細(xì)胞的方法,，就連容易采集的上皮細(xì)胞和血細(xì)胞都能被轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞（iPS）,。這些干細(xì)胞在重新編程后，可轉(zhuǎn)變?yōu)槿梭w內(nèi)的任何細(xì)胞,，當(dāng)然也包括生殖細(xì)胞,。在此之前，科學(xué)家使用的干細(xì)胞僅能從冷凍人類胚胎中采集,，不僅相對材料受限,，倫理上也備受爭議。也正是這項技術(shù)的誕生，才讓同性生殖的可能性大大提高,。

想象一下,，稍微從你的皮膚上弄出一丁點細(xì)胞就可以用來培育生殖細(xì)胞，甚至用來生崽,，那可將是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重大飛躍,。

在2012年日本京都大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)教授齋藤通紀(jì)的團(tuán)隊培植出精卵的原始生殖細(xì)胞（PGCs），當(dāng)時他就是透過誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）的技術(shù)將皮膚細(xì)胞改造而來,。誘導(dǎo)多能干細(xì)胞再誘導(dǎo)分化成可產(chǎn)生卵子或精子的原生殖細(xì)胞,，再混合卵巢細(xì)胞去重建卵巢，之后再移植到母鼠體內(nèi),，4周后取出卵巢所產(chǎn)生的卵子,，進(jìn)行人工授精。

雖然在老鼠身上的試驗已經(jīng)成功了,，但要在人類身上實現(xiàn)這個目標(biāo),，并不是簡單的套用而已。已經(jīng)有科學(xué)家在致力于將人類誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為精子和卵子,。劍橋大學(xué)的Azim Surani和以色列魏茨曼科學(xué)研究院的雅各布·漢納Jacob Hanna,，已經(jīng)用人類胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為能夠形成精子或卵子的前體細(xì)胞。不過要成為成熟的精子和卵子還有一段距離,。

雅各布·漢納博士在他的研究所實驗室（圖源：Courtesy）

上帝從亞當(dāng)身上取出一根肋骨便成了夏娃,，而在不久的將來也許你的一點皮膚就有可能成為你的下一代。

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