【導語】一項由上海交通大學科學家主導的研究在哺乳動物繁殖領域取得了突破性進展。他們成功培育出了可以存活並繁殖的“二父(fù)”小(xiǎo)鼠(shǔ)，這(zhè)一(yī)成(chéng)果(guǒ)挑(tiāo)戰(zhàn)了(le)千(qiān)萬(wàn)年(nián)來(lái)生(shēng)物(wù)繁(fán)殖(zhí)的(de)規(guī)則(zé)，並(bìng)引(yǐn)發(fā)了(le)公(gōng)眾(zhòng)對(duì)生(shēng)殖(zhí)、生(shēng)物(wù)學(xué)與(yǔ)倫(lún)理(lǐ)的(de)廣(guǎng)泛(fàn)討(tǎo)論(lùn)。科(kē)學(xué)家(jiā)通(tōng)過(guò)精(jīng)準(zhǔn)編(biān)輯基因印記，讓隻擁有父親基因的胚胎順利發育成活。盡管目前成功率極低，但這標誌著生物工程的一次重要邊界試探，預示著未來單一性別的配子結合或許將不再是遙不可及的夢想。

一隻健康活潑的小老鼠，居然沒有媽媽，不是試管胚胎，而是從基因層麵，它的全部遺傳物質，來自兩隻雄性小鼠的精子。

今年，一項由上海交通大學科學家主導的研究登上《美國國家科學院院刊》（PNAS），他們成功培育出了可以存活並繁殖的“二父”小鼠。這項成果不僅在哺乳動物研究領域邁出了令人震撼的一步，也引發了公眾關於生殖、生物學與倫理的諸多聯想與討論。

14周齡雄性雄源小鼠的實物照片（圖片來源：參考文獻[1]）

科學家到底是如何破解這一千百萬年來生物繁殖的規則？而更深層的問題則是如果這種技術未來可以應用於人類，糖心免费视频準備好(hǎo)麵(miàn)對(duì)那種可能性了嗎？

遺傳印記為何讓“兩個爸爸”生子幾乎不可能

哺乳動物的繁殖建立在一種被稱為“基因組印記”（genomic imprinting）的精密機製上。糖心免费视频每個人都從父母那裏各繼承了一條染色體，也就是說，每個基因通常有兩個條染色體組成，一個來自爸爸，一個來自媽媽。大多數情況下，這兩條染色體上的一對基因屬於等位基因，即控製同一個性狀。具有優勢表達能力的一條，稱為顯性基因，弱勢表達能力的稱為隱性基因。如果來自父親和母親的兩條染色體都是顯性基因或都是顯性基因，這個個體稱為純合體，如果來自父親和母親的兩條染色體分別是一個顯性基因，另一個是隱性基因，這個個體稱為雜合體。對於純合體來說，後代表現的是純合體的形狀，對於雜合體來說，後代表現出的是顯性基因的形狀。染色體控製的形狀會根據選擇顯性基因進行表達。但有一小部分基因，卻遵循一套偏心的規則，它們隻允許來自父親或母親的一方表達，這種現象就叫做基因組印記（Genomic Imprinting）。

舉個例子，比如調控胎兒生長的Igf2基因，隻在來自父親的染色體上表達，而來自母親的染色體被沉默；而H19基因則通常隻在母方染色體中活躍。如果兩條染色體都來自父方，這種平衡就會被打破，許多胚胎甚至在發育早期就會終止。

正常受精胚胎的E13.5期胎鼠與雄源胚胎的E13.5期胎（圖片來源：參考文獻[1]）

這正是為什麽單性繁殖在哺乳動物中幾乎從未出現的原因。無論是隻有父方還是隻有母方的基因，其結果往往都是胎兒死亡或嚴重畸形。在1980年代，研究人員首次嚐試將(jiāng)兩(liǎng)個(gè)雄(xióng)性(xìng)小(xiǎo)鼠(shǔ)的(de)基(jī)因(yīn)結(jié)合(hé)到(dào)一(yī)個(gè)胚(pēi)胎(tāi)中(zhōng)，但(dàn)結(jié)果(guǒ)都(dōu)以(yǐ)失(shī)敗(bài)告(gào)終(zhōng)。

所(suǒ)以(yǐ)，要(yào)讓(ràng)兩(liǎng)個(gè)爸(bà)爸(bà)的(de)小(xiǎo)鼠(shǔ)存(cún)活(huó)，科(kē)學(xué)家(jiā)必(bì)須(xū)解(jiě)決(jué)的(de)最(zuì)大(dà)難(nán)題(tí)就(jiù)是(shì)，如何補上那些原本屬於媽媽的基因印記。

科學家是如何精準“修改基因印記”

要讓一個隻擁有父親基因的胚胎順利發育成活，科學家就必須補上原本來自母方的那些重要基因印記。在2025年這項研究中，被上海交通大學科學家們卻精準度實現了。

首先，研究團隊選定了七個關鍵的印記控製區（ICRs），它們就像胚胎發育中的“主控開關”。其中包括像Igf2-H19、Dlk1-Dio3這類調控生長因子的區域，也有如Snrpn、Grb10這樣的神經發育或胎盤調節關鍵區域。過去的研究表明，如果這些ICRs的表達失衡，胚胎極可能早早夭折或出現嚴重畸形。

接下來，研究人員分別使用了兩種CRISPR衍生工具，一種叫dCas9-Tet1，能去除多餘的DNA甲基，另一種叫dCpf1-Dnmt3，能重新加上缺失的甲基標記。而DNA甲基化是一種表觀遺傳修飾，意思是它不改變DNA本身的序列，但會影響基因的表達方式。從分子機製上說，DNA甲基化通常發生在DNA分子中的胞嘧啶(dìng)（C）堿(jiǎn)基(jī)上(shàng)，特(tè)別(bié)是(shì)出(chū)現(xiàn)在(zài)C後(hòu)麵(miàn)緊(jǐn)跟(gēn)著(zhe)G的(de)序(xù)列(liè)時(shí)的(de)C上(shàng)。被(bèi)甲(jiǎ)基(jī)化(huà)的(de)DNA區(qū)域不(bù)容(róng)易(yì)被(bèi)轉(zhuǎn)錄(lù)酶(méi)等(děng)讀(dú)取(qǔ)，從(cóng)而(ér)抑(yì)製(zhì)了(le)基(jī)因(yīn)的(de)表(biǎo)達(dá)。

改造後的雄源胚胎在妊娠晚期的發育情況（圖片來源：參考文獻[1]）

更妙的是，為確保每一次都能精準編輯目標位點，研究團隊特地選用了來自不同品係的小鼠精子，並設計能識別特定單核苷酸差異的等位基因特異性gRNA。這一操作就像在鎖孔中使用配對鑰匙，隻打開需要編輯的那一把鎖。

通過這些編輯，研究人員在顯微鏡下將兩枚精子注入去核的卵母細胞中，形成了理論上的“二父胚胎”，並在體外培養至囊胚期後植入代孕母鼠子宮中。結果中雖有大量胚胎未能成活，但最終有兩隻小鼠健康地活到了成年，並且成功繁殖後代——這是人類首次在哺乳動物中實現“雄源生殖”並得到具生殖力的個體。

總結

盡管目前“兩個爸爸”的小鼠成功率仍低得驚人，僅有不到1%的胚胎能走到最後，但它依然標誌著生物工程的一次邊界試探。未來某一天，或許單一性別的配子結合將不僅僅是實驗室裏的奇觀。

參考文獻：

[1] Wei, Yanchang, et al. "Fertile androgenetic mice generated by targeted epigenetic editing of imprinting control regions." Proceedings of the National Academy of Sciences 122.27 (2025): e2425307122.

[2] McGrath, James, and Davor Solter. "Completion of mouse embryogenesis requires both the maternal and paternal genomes." Cell 37.1 (1984): 179-183.

[3] Reik, Wolf, and Jörn Walter. "Genomic imprinting: parental influence on the genome." Nature Reviews Genetics 2.1 (2001): 21-32.

作者丨邵文亞博士 福建醫科大學副教授

審核丨黃乘明 中國科學院動物研究所研究員 中國野生動物保護協會理事(shì)