点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:基因剪刀“剪出”全部单性后代
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

基因剪刀“剪出”全部单性后代

来源:中国科学报2021-12-06 11:26

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

基因剪刀“剪出”全部单性后代

这些小鼠被基因改造成只孕育单性后代。图片来源:THE FRANCIS CRICK INSTITUTE

  奶牛只生母牛、母猪不生公猪、小鸡都能长成母鸡……这是农场主们理想的世界。这样的性别比例将避免他们杀死数以百万计的不产蛋或奶的雄性动物。

  如今,科学家正在逐步将上述理想变为现实。

  在12月3日发表于《自然—通讯》的研究中,研究人员利用基因编辑器CRISPR孕育出了一窝性别相同的小鼠。这可为农业发展带来潜在的好处,并且该技术可能在科学研究方面展现出更多优势。

  “该研究展示了一种生产单性物种的最先进解决方案。”未参与该研究的以色列特拉维夫大学CRISPR专家Ehud Qimron说,这个研究结果“令人印象深刻”。

  上述技术对实验动物的影响可能是巨大的。“在过去5年里,大约有2.5万篇以特定性别小鼠为对象进行研究的论文发表。”该研究合著者、英国弗朗西斯·克里克研究所分子遗传学家James Turner说。

  在实验室中,一些生殖组织的研究只需要单一性别的小鼠,某些激素和癌症研究也只需要一种性别。因此,发展单一性别的孕育方法至关重要。

  “如果我们能够避免小鼠子代性别未知,那么被挽救生命的小鼠将达数十万只。”Turner说。

  除了基因编辑,还有其他改变新生动物性别比例的方法,比如,科学家可以根据性染色体的重量对精子进行分类,还可以使一种性别的胚胎在出生前死亡。

  两年前,研究人员利用CRISPR成功改变小鼠性别,其5窝子代中有4窝都是雌性。而最新研究则将该技术改变性别的效率提升至100%,这是关键区别所在,即不会产生性别“错误”的后代。

  Turner和同事Charlotte Douglas,与肯特大学的Peter Ellis合作,通过CRISPR生产了单一性别子代小鼠。CRISPR由两部分组成:物理破坏基因组中目标基因的酶复合物,以及识别目标基因并将复合物引导至正确位置的“向导RNA”。

  研究小组对CRISPR复合物的上述两部分进行拆分,将酶复合物的基因放入一个亲本中,向导RNA则放入另一个亲本中。他们挑选了拓扑异构酶1(TOP1,细胞分裂的关键,抑制其活性会导致早期胚胎快速死亡)为靶点。

  Douglas将靶向TOP 1的向导RNA基因插入雌性小鼠基因组,并将编码CRISPR切割复合物的DNA连接到雄性小鼠的Y染色体上。这样只有当带有该Y染色体的精子使雌性卵子受精时,酶和向导RNA才会重新结合,从而形成产生雄性的X/Y组合。

  当雄性胚胎只有几十个细胞时,基因编辑开始发挥作用,可在胚胎有机会固植在母体子宫前将其杀死。这样就不会有雄性幼崽诞生。当CRISPR复合物连接到雄性的X染色体上时,结果正好相反,所有的雌性胚胎都会被“消灭”。

  该方法也让母代小鼠活得更轻松,因为其需要维持的胚胎变少,留下的胚胎更有可能茁壮成长。

  研究小组指出,许多动物身上都有TOP 1,因此该方法可能不仅适用于小鼠。

  “这种方法似乎可以推广到包括鸟类和鱼类在内的其他物种,甚至有助于濒危物种的恢复。”未参与该研究的美国杰克逊实验室分子遗传学家Michael Wiles评价道。(徐锐)

  相关论文信息:

  https://doi.org/10.1038/s41467-021-27227-2

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 节后开工生产忙

  • 春风送岗促就业

独家策划

推荐阅读
人工智能技术及其应用的跨领域、跨层级、跨主体特征,决定了其安全治理天然具有高度复杂性和协同需求。最后,面对人工智能技术快速迭代、应用场景动态迁移、风险形态持续演化的鲜明特点,制度体系必须具备敏捷响应与动态调适的智慧与弹性。
2026-02-25 09:45
曾经只存在于科幻电影中的“太空采矿”,正逐渐从文艺作品中的构想走进现实。
2026-02-25 09:49
新一轮科技革命的浪潮中,数字化与智能化已成为竞争关键,以开放的姿态推动实体经济与数字技术深度融合,必将推动我国制造业发展更上一层楼。
2026-02-25 09:45
当天,李秋立和4位“战友”——同所研究员胡森、陈意、杨蔚及中国科学院国家天文台(以下简称国家天文台)副研究员周琴,共同获得2025年度中国科学院杰出科技成就奖基础研究奖。
2026-02-25 09:45
在2月19日发表于《科学》的一篇论文中,研究人员描述了一种疫苗,作为鼻腔喷雾剂,它不仅能让小鼠对新冠病毒、流感病毒免疫,还能抵御所有呼吸道疾病。实验表明,接受4剂鼻腔疫苗的小鼠对新冠病毒和其他冠状病毒,以及引发多种呼吸道感染的细菌都产生了免疫力。
2026-02-25 09:45
在人体免疫系统中,T细胞犹如一支守护健康的“特种部队”,负责执行全身细胞的“安全检查”。该研究揭示,组氨酸能精准定位TCR分子识别癌细胞和启动癌细胞清除程序的“关键按钮”位点。
2026-02-25 09:45
《庄子・人间世》有云,“乘物以游心”——或许正是“驭AI而不役于AI”的最好注解。
2026-02-24 14:01
清晰界定科普的价值定位,探索高效的实现路径,有助于推动科普事业高质量发展。
2026-02-24 13:23
AI技术的竞争早已超越产品层面,上升到创新生态、治理能力与产业话语权的综合博弈。
2026-02-24 10:09
当你惊叹于自动驾驶汽车流畅的避障,或陶醉于无人机集群精准的编队表演时,可能并未察觉,支撑这些智能场景的海量数据正在无数边缘节点间疾速奔流。
2026-02-24 09:16
近日,一支国际科学家团队从西南极洲腹地带回了228米长的远古岩石与沉积物,这是人类迄今从冰盖下获取的最长岩芯。
2026-02-24 09:33
当前AI算力普遍面临“内存墙”问题,即计算时数据的存储与运算分处于不同区域,“隔墙”调用严重制约了AI芯片性能提升。
2026-02-24 09:23
目前,主流锂电池正极材料大多使用钴、镍等无机矿物,这类材料面临资源、成本、安全及柔性不足等多重挑战。相比之下,有机电极材料取材广泛,其分子可灵活设计且自身柔韧,被视为极具潜力的“绿色电池新星”。
2026-02-24 09:21
内质网是生物细胞内的一种网膜系统,可帮助维持细胞的正常功能,具有重要的医学研究价值。
2026-02-24 09:14
春节期间,记者来到异龙湖,听到了当地群众对共建生态文明、共享生态成果的感受。
2026-02-21 12:46
莱州中华武校第十次登上央视春晚舞台
2026-02-17 10:21
近日,一个名为Moltbook的社交平台突然走红。与普通网络平台不同的是,Moltbook上的用户都是AI智能体。
2026-02-14 09:21
全球规模最大的200万吨/年柴油吸附分离装置目前在中国石油广西石化稳定运行。
2026-02-14 09:16
大连理工大学赵珺教授带领师生团队正抓紧时间,为实现可重复使用运载火箭关键部件的“复用检测”技术突破全力冲刺。
2026-02-14 09:12
一场刷新人类对宇宙极端物理过程认知的高能事件,被中国科学卫星清晰捕获并成功解读。
2026-02-14 09:11
加载更多