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

  • 东北地区里程最长跨海大桥建设取得关键进展

  • 关注——为求职者提供多元选择

独家策划

推荐阅读
当前,人工智能与实体经济持续深度融合,产业变革多线并进。从算力芯片、工业智能装备到低空通航体系,技术创新持续打通落地堵点,全方位推动制造、服务等领域转型升级。
2026-08-26 09:32
这种由胶子彼此束缚形成的特殊粒子,就是胶球。
2026-08-26 05:50
“棉芯1.0”以“网页端+小程序端”双端设计,分别瞄准科研创新与田间生产两大核心场景。
2026-08-26 05:50
工业和信息化部绿色低碳标准化技术委员会日前成立
2026-08-26 05:15
做学问这件事,说到底就是认准一个目标一直追下去
2026-08-26 05:15
促进人工智能与农业发展相结合,是提升农业科技创新效能的重要着力点。
2026-08-26 05:15
中央气象台首席预报员陈双预计,出伏后,四川盆地、江汉等地将有高温天气出现,上述地区仍需关注“秋老虎”天气。
2026-08-25 09:49
近期,在部分高原、草原景区,投喂、抚摸野生旱獭(土拨鼠)或与其近距离合影打卡,成为不少游客跟风的行为。除了野生旱獭,黄鼠、沙鼠等啮齿动物也是鼠疫的自然宿主,野兔、狐狸、野猫等野生动物也可成为鼠疫的偶然宿主,均存在传播风险。
2026-08-25 09:47
翻看评论区,呼声最高的几条是“旺仔牛奶太甜了”“能不能出低糖版”——不是不爱,是当年的小孩长大了,而有些配方还没跟着长大。
2026-08-25 09:46
以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革正在改变经济社会的传统发展模式。同时,世界百年未有之大变局加速演进,全球创新版图和竞争格局正在经历深刻调整。
2026-08-25 02:10
《教育强国建设规划纲要 (2024—2035年)》提出,以教育数字化开辟发展新赛道、塑造发展新优势。思政课是落实立德树人根本任务的关键课程,
2026-08-25 02:10
北斗在大众消费领域应用取得明显进展
2026-08-25 04:45
8月22日,第二届世界人形机器人运动会在国家速滑馆开幕,16个国家的666支赛队、2056台机器人参与竞逐。与此同时,2026世界机器人大会正在北京亦庄举办,汇聚全球前沿技术与产业成果,全面展现机器人走向千行百业的发展新趋势。
2026-08-24 10:17
六氟化硫是高压电力设备不可或缺的绝缘、灭弧介质,可它偏偏是一种强温室气体。更棘手的是,现阶段又很难找到一种合适的气体完全替代它。如何尽可能不让它进入大气?这是我们一直想解决的难题。
2026-08-24 10:16
所谓数字孪生,就是把一个物理实体在虚拟世界1∶1复刻——可以是一条产线、一个车间,甚至一座工厂。在胡少雄看来,数字孪生的高阶形态,是会“自感知、自决策、自执行”的智能体,这离不开传感器、人工智能算法、通信技术协同进化。
2026-08-24 10:12
中国科学院院士、华中农业大学教授、湖北洪山实验室主任张启发提出“双水双绿”理念,用一块田既种“绿色水稻”,又养“绿色水产”,发展水稻、水产“双水”产业,做优绿色稻米、绿色小龙虾等“双绿”产品。
2026-08-24 09:56
当厘清科研人员转化风险责任边界,构建专业化技术转移制度,明确技术转移机构设立条件及主要职责,通过完善相关制度,着力解决“不愿转”“不敢转”和“不会转”的问题,充分保护科研人员投身成果转化的积极性与主动性。
2026-08-24 09:48
2013年,东正光学的创始团队在广东深圳租下第一间厂房。4年后,当工业光学与电影影像的积累具备向更广泛创作者群体转化的条件时,东正光学重返消费市场,推出Thypoch(叙)品牌。
2026-08-21 07:20
7月17日,习近平主席在2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议开幕式上发表题为《携手构建公正合理的全球人工智能治理体系》的主旨讲话。
2026-08-21 02:00
近期,因冬季寒区试车而闻名的边疆小城——黑龙江黑河迎来了反季节试车热潮。在试运行的全球规模最大四季低温汽车试验场内,零下30摄氏度的室内一片冰天雪地,来自多个车企与零部件厂商的测试车辆正自如驰骋,借助静态低温舱、冰雪圆环、多角度对开坡道等专业场景展开性能测试。
2026-08-21 03:40
加载更多