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

  • 双展联动感受绿色低碳与工程建设新图景

  • “机遇中国·创享未来”中国文化推介系列活动在世贸组织举办

独家策划

推荐阅读
揭秘极限制造背后的“宁德品质”
2026-09-17 11:48
在中国工程院院士张献龙带领下,华中农业大学教授王茂军课题组发现“三维基因组结构是传统DNA序列变异之外可供作物改良利用的新型靶标”,并在此基础上破译了棉花遗传的“空间折叠密码”,为拓展现有栽培棉的遗传多样性提供了新方向。
2026-09-17 09:41
近日,陈松林团队成功构建全球首个海洋硬骨鱼类综合功能与进化基因组数据库MFDB,首次系统整合了来自85种海洋硬骨鱼的89个染色体水平基因组数据。
2026-09-17 09:42
恰逢铜基高温超导发现40周年之际,复旦大学教授张远波、阮威团队与中国科学院院士、中国科学技术大学教授陈仙辉团队合作,成功制备出只含一个铜氧面的铜基高温超导体。
2026-09-17 09:40
依托中国天眼FAST超高探测灵敏度,国家天文台韩金林研究员领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队取得重要发现,捕获一颗处于紧致轨道的双中子星系统PSRJ1856-0039。
2026-09-17 09:35
地学界认为,这种全球尺度的巨变,很可能归因于超大陆旋回。但是,是否真的存在超大陆?近日,中国地质科学院地质研究所王涛团队发表成果,证实了超大陆的存在,并将其命名为“大冈瓦纳”。
2026-09-17 09:37
日前,西湖大学未来产业研究中心周南嘉、姚远联合西湖大学医学院陶亮团队,设计出全新材料与3D打印机制,解锁了植入式全水凝胶生物电子器件。
2026-09-17 09:32
据了解,该隧道盾构段长约2.9公里,采用双洞双层结构设计。如此“大块头”的装备,推进系统配置了液压浮动支撑装置,同时还配备了高精度导向系统与管片选型系统,共同保障盾构机轻巧拐弯。
2026-09-16 10:38
当前,一场以可再生能源替代化石能源、以电动汽车替代燃油车为核心的能源革命正席卷全球。车网互动的本质,是将电动汽车从单纯的“负荷”转化为兼具“负荷”与“电源”双重属性的移动储能单元。
2026-09-16 10:38
从持续性看,这些劣质、虚假或错误的信息,不只占据当下受众的注意力,还会变成AI训练的语料,形成自我循环。使清朗网络空间成为可感可及的常态,还要立足于人机协同,同步提升全社会的信息素养和核查效率。
2026-09-16 10:37
近日,南方科技大学地球与空间科学系副教授范斯腾与合作者在火星大气环流及物质输运研究方面取得重要进展。火星上的物质输运通常主要沿着平均环流进行,这与地球根本不同,后者的大气输运主要受涡流主导。
2026-09-16 10:39
艺术家描绘了星团潮汐尾上的脉冲星和接力观测的三组望远镜。此后,随着星团内部动力学演化和银河系潮汐作用持续改变成员轨道,一部分中子星会逐渐进入潮汐尾,最终脱离星团。近一个世纪后,星团潮汐尾上的这颗脉冲星,使巴德开启的两条科学线索在一个具体天体上交汇。
2026-09-16 10:39
今年入夏以来,西北太平洋与南海海域的台风仿佛开启了“流水线”模式,接连生成、登陆,引发社会广泛关注。
2026-09-15 09:35
气候变化可能进一步改变全球极端降雨、洪水和季风过程,短期水文事件对陆地塑料向河流和海洋输送的影响也可能随之变化。厘清这种“脉冲式”污染输送机制,有助于提高全球海洋塑料污染预测的准确性,并为更具针对性的塑料污染治理提供科学依据。
2026-09-15 09:27
错坚河冰崩发生点和下游传输侵蚀通道。研究指出,气候变暖背景下,喜马拉雅山地区的冰冻圈灾害正呈现频次增加与链式放大的复合态势。研究指出,此次冰崩与气候变暖影响下冰裂隙扩张、从冰面向冰内和冰床排水加剧直接相关。
2026-09-15 09:26
记者从国家药监局了解到,我国第三个脑机接口医疗器械标准于14日被批准发布。据悉,为了支持我国脑机接口医疗器械重大创新、满足产业发展急需,国家药监局采用快速程序立项和批准。
2026-09-15 09:23
工科学习与研究强调实践牵引、逻辑思维和科学方法,解决问题更是落脚点——学生可以借助AI,但不能被AI替代。工科学习,不仅是吸收知识的过程,更是应用理论、方法和工具提升学生解决工程实践问题的能力的过程。
2026-09-15 09:25
拍卖会是全国优质种公牛资源展示的舞台。与华西牛同台竞争的,不乏安格斯、西门塔尔等国内外优质牛,可近4届“标王”无一例外都花落华西牛。
2026-09-14 09:26
甲烷的“存在感”远不及二氧化碳,但增温效应不容小觑。有研究认为湖泊贡献了全球自然甲烷排放的75%,也有测算认为占比不足两成。但实际排放多少、国际模型是否适用于我国,长期缺乏本土实测验证。
2026-09-14 09:25
位于今青海省海西州格尔木市南部的布尔汗布达山山体,是当代地质学界、地理学界公认的东昆仑主干,也是青藏公路、青藏铁路的关键地标——昆仑山口所在地。
2026-09-14 09:14
加载更多