解開“造物主”的密碼？基因編輯培育出能夠生産單一性别的小鼠

神話中，女娲用抟土造人，并把他們分為男女，繁衍生息；耶和華把亞當和夏娃安置在了伊甸園。缥缈的時間洪流裡，人類緻力于探索性别之謎。從2000年前的亞裡士多德開始，人們就提出了各種關于性别的理論。

16世紀末，世界上第一台真正意義上的顯微鏡被制作出來，人類開始朝神秘的微觀世界踏出探索的步伐。1879年，德國生物學家弗萊明（Alther Flemming）把細胞核中的絲狀和粒狀物質用染料染紅，觀察發現這些物質在細胞分裂時會随着分裂的程序發生形态上的變化。1888年，染色體被正式命名，随後關于染色體的研究高歌猛進，華裔學者莊有興等人明确了人類的每個細胞有46對染色體，這46條染色體按大小、形态配成23對，第一對到第二十二對染色體叫做常染色體，第二十三對則是确認人類生理學上性别的性染色體。

1953年，美國分子生物科學家沃森（James Dewey Watson）和英國生物學家克裡克（Francis Harry Compton Crick）發現DNA雙螺旋結構，與相對論、量子力學被共同譽為20世紀最偉大的三大發現。

一代一代的前輩科學家們敲開了分子遺傳學的大門，人類關于生命傳承的探索仍在繼續……

弗朗西斯·克裡克研究所（Francis Crick Institute）的研究人員利用CRISPR基因編輯技術培育出了能夠生産單一性别（雄或雌）子代的小鼠。

CRISPR由兩部分組成：能夠切除基因的酶和識别目标基因的引導RNA。在這項新研究中，Charlotte Douglas和Peter Ellis為了殺死某一種性别的胚胎，将切除酶和引導RNA分别放入不同的親本中。研究人員将引導RNA放入雌性小鼠基因組中，并且将拓撲異構酶 1（TOP 1）基因設為目标，同時将切割酶連接配接到雄性小鼠的Y染色體上。當帶有Y染色體的精子使卵子受精時，切割酶會和引導RNA結合，進而确定染色體組合為表達雄性的XY。此時TOP 1基因會發揮關鍵的作用——細胞分裂時，TOP 1基因被禁用會導緻早期胚胎的死亡——此時，XY染色體的雄性胚胎就會死亡，于是出生的全是雌性小鼠。

當切割酶連接配接到雄性小鼠的Y染色體上時，情況正好相反，出生的全是雄性小鼠。

這些小鼠經過基因改造，可以生産一窩單一性别的子代。

過去，研究人員也在嘗試使用其他方法人為控制新生動物的性别比例。比如，科學家們可以根據性染色體的重量對精子進行分類，或者使一種性别的胚胎在出生前死亡，這種或實體或化學的方法可能能夠改變出生動物的性别，卻無法精确控制。

2年前的一項研究中，研究人員使用CRISPR成功培育出一窩小鼠，經過改造，五隻小鼠中有四隻是雌性。

最新的研究使得成功率達到了100%，這是關鍵性的成功，實驗中沒有産生“錯誤”的後代。該技術可能不僅對小鼠有用，在未來也可能能夠用于其他動物身上，包括鳥類和魚類，甚至可以挽救瀕危物種。

在實驗室動物中，“性别比例失調”現象十分普遍。在某些科研和實驗中，研究人員們可能隻需要雄性或雌性的小鼠，某些激素和癌症研究也隻需要單性别的小鼠。例如在某些乳腺癌研究中，實驗隻需要雌性小鼠，這就不得不犧牲所有出生的雄性小鼠。

加拿大瑪格麗特公主癌症中心(Princess Margaret Cancer Centre)的遺傳學家Tak Mak認為：“能夠在小鼠出生前就對它們的性别做出選擇”，在道德層面上會好一些。

-參考資料-

1.Science：Gene editing produces all-male or all-female litters ofmice

編輯：格格巫

圖檔來源：Science