最快只需一代，就能培育出實驗需要的轉基因動物，這可是生命科學家夢寐以求的好事。這或許很快就會變為現實。

昨天，國際著名學術期刊Cell以“特別推薦論文”刊發了來自中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所李勁松、徐國良研究員的最新成果，他們找到了一種制造“人工精子”的方法，可以對人造精子http://www.51tesewang.com/中的基因進行“加工”，并穩定地遺傳給后代。該雜志認為，這一成果將極大促進哺乳動物遺傳學及相關生命科學的研究。

在自然界，哺乳動物的普通細胞中都含有兩套DNA，一套來自父親，另一套來自母親。而精子和卵子是一類特殊的細胞，它們每個細胞中只含有一套DNA，當它們結合到一起變成受精卵時，才能發育成一個新個體。

徐、李兩位研究員作了一個異想天開的嘗試:讓一個單獨的精子發育成一個具有100多個細胞的胚胎。這能行嗎？對于已經成熟的精子，當然不可能，不過他們把一個精子注入了一個去掉DNA的卵細胞中，這個只有來自父親遺傳物質的“受精卵”就開始發育了，這即是“孤雄單倍體胚胎”。

在這個過程中，科學家發現了許多有趣的現象――

精子可以決定性別，一種是可生出雌性小鼠的，包含X染色體；另一種是雄性的，包含Y染色體。所有發育存活下來的，全部都是“雌性精子”。李勁松解釋，過去有實驗證明，X染色體上含有許多胚胎早期發育基因，而Y染色體沒有。更有趣的是，盡管“孤雄胚胎”只有一套染色體，但在發育過程中，細胞會逐步擁有兩套DNA，變成正常的雙倍體，這讓科學家感到異常驚奇，不明白自然界通過什么方式在“糾錯”。

另外，拿出任何一個“孤雄單倍體胚胎”細胞，都可以當作精子使用，使卵細胞受精，并生下正常小鼠――可惜的是成功率比正常精子低了4－5倍。但好處在于，這種“人造精子”的基因可以被“加工”，比如敲除或增加某個基因，這使得科學家能方便地制造出實驗所需要的小鼠模型，而且保證能將基因的“加工結果”穩定地表現出來，并遺傳給后代。

徐國良介紹，一般小鼠繁殖一代需要約3個月，而按照傳統方式，要繁殖2－3代小鼠才能獲得所需要的轉基因或基因打靶小鼠，如果利用這種新技術，1－2代即可搞定，相當于將實驗周期縮短了1－2倍。

“如果這種方法運用到像猴子這樣的非人類靈長類實驗動物上，效果將更顯著。”李勁松說，因為猴子的繁殖周期以年計，且一般一次只生一胎，靠“撞大運”方式獲得需要的轉基因動物，成本十分高昂――這種新方法無疑大大縮短了培養時間，降低了實驗成本。

“人造精子”的設想，在小鼠身上率先得以實現。首批小鼠“人造精子”成功誕生在上海，去年10月23日有了第一個“女兒”，目前已形成“子孫滿堂”的“大家族”。日前，國際頂尖學術期刊《細胞》(Cell)，以“特別推薦文章”的形式，發表了中國科學院上海生物化學與細胞生物學研究所李勁松研究組和徐國良研究組的一項合作研究成果——運用核移植的技術，研究人員成功獲得了具有精子功能的單倍體細胞，并進一步驗證了這些細胞能代替精子讓卵母細胞受精，孕育健康的小鼠。

在生命最初的“舞臺”上——即在受精卵尚未形成前，就有機會施展生命科學的“魔法棒”，這無疑是令科學家們興奮的消息。最直接的意義是大大縮短了小鼠遺傳學實驗的流程，為獲取遺傳操作的動物模型提供了一種新的手段。上海生化與細胞所研究團隊的實驗已經證實，由“人造精子”建立的新小鼠模型，用于基因打靶等遺傳學操作，比此前二十年采用的經典的基于兩倍體胚胎干細胞打靶方式，效率更高周期更短，至少縮短了一代(即3個月)。更長遠的應用前景在于，如果“人造精子”在人身上也能實現，那么某些僅通過父親遺傳的遺傳病，則有機會通過對精子中相關基因的改造得以避免。“這還只是概念上的可行，目前尚不具備這樣的技術，而且存在倫理學上的障礙。”合作者之一中科院生命科學信息中心李黨生研究員如是強調。

“人造精子”的學名是：來自孤雄囊胚的單倍體干細胞系。研究人員采用了核移植的技術，即通過顯微操作的方法去除卵母細胞的核，隨后將精子注入其中，形成攜帶來自父本基因組的單倍體重構胚胎。研究人員將這些“人造精子”注入卵母細胞中，發現部分“受精”的胚胎能夠發育成健康的小鼠。

據悉，“人造精子”的兒孫們，目前都生活得很健康。下一步，研究人員將嘗試將這一技術用于非人靈長類的大型哺乳動物，如果也能獲得成功，將極大地促進哺乳動物遺傳學及相關生命科學的研究。

中國科學院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所李勁松研究組和徐國良研究組在一項合作研究中，首次建立了來自孤雄囊胚的單倍體胚胎干細胞系，而這些細胞保持了一定水平的雄性印記，并進一步驗證這些細胞能夠代替精子在注入卵母細胞后產生健康的小鼠。相關研究成果4月27日在線發表于國際著名學術期刊《細胞》，并被重點推薦。

據介紹，單倍體細胞，如酵母，是遺傳學研究的重要工具。自然狀態下存在的單倍體細胞只有結構和功能均已特化的配子，包括卵子和精子。“然而卵子和精子不能在體外進行培養，因此也不能對其進行基因操作。”李勁松表示，如果能夠在體外建立哺乳動物的單倍體細胞系，將極大促進哺乳動物遺傳學及相關生命科學研究。

為了獲得單倍體的孤雄囊胚，研究人員采用了核移植的技術，即將卵母細胞的核通過顯微操作的方法去掉，然后注入一個精子，形成攜帶來自父本基因組的單倍體重構胚胎。這些胚胎在體外能夠發育到囊胚，從這些囊胚中分離建立了單倍體胚胎干細胞系。

單倍體胚胎干細胞系具有典型的小鼠胚胎干細胞特征，能夠在注入兩倍體囊胚中后形成嵌合體小鼠。“因為精子在形成過程中會產生雄性印記狀態，”李勁松告訴記者，“這種印記狀態是受精后胚胎發育的重要保證，而且在整個發育過程中一直維持。”因此，研究人員分析了單倍體胚胎干細胞系的雄性印記水平，發現這些細胞保持了一定的雄性印記。

為了驗證這些細胞是否能像精子一樣具有“受精”能力，研究人員將單倍體胚胎干細胞系注入卵母細胞，發現部分“受精”的胚胎能夠發育成健康小鼠。最后，研究人員成功利用單倍體胚胎干細胞系進行了基因打靶的嘗試。

有關專家認為，單倍體胚胎干細胞系的建立為獲取遺傳操作的動物模型提供了一種新的手段，也為細胞重編程研究提供了一種新的系統。

人民網上海4月27日電 （記者王有佳）單倍體細胞是遺傳學研究的重要工具。自然狀態下存在的單倍體細胞只有結構和功能均已特化的配子，包括卵子和精子。然而卵子和精子不能在體外進行培養，因此也不能對其進行基因操作。如果能夠在體外建立哺乳動物的單倍體細胞系，那將極大地促進哺乳動物遺傳學及相關生命科學的研究。

4月27日，國際著名學術期刊Cell發表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所李勁松研究組和徐國良研究組的一項合作研究，他們建立了來自孤雄囊胚的單倍體胚胎干細胞系，證明這些細胞保持了一定水平的雄性印記，進一步驗證這些細胞能夠代替精子在注入卵母細胞后產生健康的小鼠。

為了獲得單倍體的孤雄囊胚，研究人員采用了核移植的技術，即將卵母細胞的核通過顯微操作的方法去掉，然后注入一個精子形成攜帶來自父本基因組的單倍體重構胚胎。這些胚胎在體外能夠發育到囊胚，從這些囊胚中分離建立了單倍體胚胎干細胞系。

單倍體胚胎干細胞系具有典型的小鼠胚胎干細胞特征，能夠在注入兩倍體囊胚中后形成嵌合體小鼠。因為精子在形成過程中會產生雄性印記狀態，這種印記狀態是受精后胚胎發育的重要保證，而且在整個發育過程中一直維持，因此，研究人員分析了單倍體胚胎干細胞系的雄性印記水平，發現這些細胞保持了一定的雄性印記。

接下來，為了驗證這些細胞是否能像精子一樣具有“受精”能力，研究人員將單倍體胚胎干細胞系注入卵母細胞中，發現部分“受精”的胚胎能夠發育成健康的小鼠。最后，研究人員成功地利用單倍體胚胎干細胞系進行了基因打靶的嘗試。

單倍體胚胎干細胞系的建立為獲取遺傳操作的動物模型提供了一種新的手段，也為細胞重編程研究提供了一種新的系統。