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各位朋友們(men) ，有沒有感覺最近這段時間網絡非常忙，熱搜太多了。不僅(jin) 僅(jin) 有與(yu) 人類安全息息相關(guan) 的美國藥企發現天花病毒事件，還有我國今年兩(liang) 院院士增選149人當選，這麽(me) 多人當選，真的是可喜可賀啊！

那麽(me) 有的朋友就說了，天花病毒事件衝(chong) 上熱搜，大家可以理解；這院士當選，好像和我們(men) 關(guan) 係不大吧？這麽(me) 說吧，鍾南山以及袁隆平都是院士，這樣說大家明白了吧？

言歸正傳(chuan) ，今天就給大家介紹一個(ge) 很火爆的話題：如何讓同性生殖？這是新當選的李勁鬆院士的一個(ge) 小研究，其實我之前也寫(xie) 過李院士的內(nei) 容。

01，同性生育難題

在初中生物學星空体育官网入口网站裏，我們(men) 知道正常情況下要生出孩子，需要精子和卵子的結合，產(chan) 生受精卵，並在子宮內(nei) 著床，受精卵不斷地分化與(yu) 分裂，最終發育成胎兒(er) 。

如果是兩(liang) 名女性的話這個(ge) 子宮問題好解決(jue) ，那要是兩(liang) 名男性，這個(ge) 就不好解決(jue) 了，畢竟代孕在我們(men) 國家還是非法的。最關(guan) 鍵的問題是，受精卵既然叫受精卵，那必須是由精子和卵子結合才能產(chan) 生。而隻有兩(liang) 個(ge) 卵子或者兩(liang) 個(ge) 精子的情況下是不能形成後代的，這是寫(xie) 入了我們(men) 基因中的，換句話，人類是不能無性繁殖的。

不過對此，科學家們(men) 可不信服，因為(wei) 既然生物學上，無論是精子還是卵子都攜帶者完整的成套染色體(ti) ，為(wei) 啥兩(liang) 個(ge) 精子和卵子不能融合呢？

於(yu) 是科學家們(men) 就開始研究如何讓同性生育。

不過，研究嘛，肯定是先從(cong) 簡單的地方入手，於(yu) 是科學家們(men) 最開始選擇的就是卵子。因為(wei) 卵子體(ti) 積大，擁有完整的一套生物係統，比如大家熟悉的細胞器啊、線粒體(ti) 啊等等都有，更擁有一係列可以讓生物各種反應進行的細胞質、酶以及營養(yang) 等物資。

而精子就要小多了，為(wei) 了方便運動，精子體(ti) 積不到卵子的百分之一大小，更是缺乏足夠的細胞器和酶等物質。

02，融合難題

然而，融合實驗的第一步就失敗了。

為(wei) 何？原因在於(yu) 兩(liang) 個(ge) 卵子根本無法融合。當科學家們(men) 將兩(liang) 個(ge) 卵子放在一起後，它們(men) 依然保持著各自獨立的狀態，你是你我是我，這就很尷尬了，畢竟連第一步都無法融合，那後續就不要想了。

也有科學家嚐試過一些辦法，比如用電流刺激，然而沒有效果。如果使用那些溶解細胞膜的試劑的話，是可以讓兩(liang) 個(ge) 卵細胞融合，然而後果是卵細胞死掉了。

究其根本，一個(ge) 重要原因就在於(yu) 細胞表麵那可是有一係列屏障，還有相應的信號分子，他們(men) 就像是對暗號一樣，你如果無法回答上暗號，那麽(me) 不好意思，就會(hui) 被拒之門外。兩(liang) 個(ge) 卵細胞無法融合的原因之一就是如此。

不過，這難不倒科學家。

聯想到精子受精過程其實本質上是精子通過頂體(ti) 反應在卵子表麵上找到了信號通路，然後將精子中的DNA注入到卵子中，這才是最核心的過程。

於(yu) 是科學家們(men) 就開始模擬精子的受精本質，直接提取其中一個(ge) 卵子的DNA，然後將其注入到另一個(ge) 卵子中。

這樣就模擬了精卵受精過程，實現了兩(liang) 個(ge) 卵細胞基因組歸到一個(ge) 卵細胞中的過程。

這樣就OK了嗎？

理想是美好的，現實是骨感的。

盡管看起來兩(liang) 個(ge) 卵細胞是融合了，然而，它們(men) 卻並沒有進一步發育。

03，表觀遺傳(chuan) 難題

仔細一研究，才發現，原來兩(liang) 個(ge) 卵細胞的基因組在新細胞中依然是保持著非常獨立的狀態，各自是各自的。而這一點和受精是完全不同的，因為(wei) 受精過程中，精卵的基因組會(hui) 互相交流彼此交換之類的，而兩(liang) 個(ge) 卵細胞的基因組卻互不交流，那自然沒法進行下一步了。

問題就出在表觀遺傳(chuan) 。

人的基因組會(hui) 有一種特殊的記錄信息方法，這些信息並不是DNA序列的變化，而是以表觀遺傳(chuan) 的方式存在，這些內(nei) 容會(hui) 直接影響到基因組的融合。如果你不消除這些印記，那麽(me) 你把兩(liang) 個(ge) 卵子的DNA放到一起，它們(men) 也會(hui) 保持獨立，不會(hui) 像正常的二倍體(ti) 的兩(liang) 套染色體(ti) 相互作用。

如何解決(jue) 這個(ge) 問題呢？答案就是去除這些印記。

2015年底，中科院上海生科院生化與(yu) 細胞所李勁鬆團隊就成功的用兩(liang) 個(ge) 卵子產(chan) 生了完整的後代。

我們(men) 知道，卵細胞是互不融合的，否則的話真的就會(hui) 出現聖母瑪利亞(ya) 。

但是其核心原因是因為(wei) 兩(liang) 個(ge) 基因，H19和Gtl2，這兩(liang) 個(ge) 基因的表觀遺傳(chuan) 差異影響了兩(liang) 個(ge) 卵子對彼此的融合（差異性甲基化區域(Differentially Methylated Region，DMR)）。

於(yu) 是他們(men) 就對這兩(liang) 個(ge) 基因表達進行控製（通過crispr處理敲掉兩(liang) 個(ge) 基因的DMRs，deletion of IG-DMR and H19-DMR using CRISPR-Cas9）

他們(men) 的做法是如下圖所示

簡單的說，就是通過去甲基化基因改造，使得一個(ge) 卵細胞成為(wei) “類精子細胞”，然後這個(ge) 類精子細胞再和卵細胞結合，於(yu) 是完成了受精，並發育成為(wei) 了完整的小鼠。

上圖是純粹的小鼠，來自兩(liang) 個(ge) 卵細胞融合。

Zhong C, Xie Z, Yin Q, et al. Parthenogenetic haploid embryonic stem cells efficiently support mouse generation by oocyte injection[J]. Cell research, 2015.

這就是李勁鬆院士的重要科研成果之一，李勁鬆院士主要研究的是體(ti) 細胞重編程，也就是如何讓一個(ge) 細胞恢複到最初的狀態，而這一過程，是幹細胞、受精卵發育的必須步驟。

04，重編程和同性生殖

事實上，不僅(jin) 是女女生殖，男男生殖同樣有類似的問題

其實生殖的背後本身是如何讓這些精卵子能夠啟動重編程過程，涉及到了許多重要的表觀遺傳(chuan) 過程，也是最近幾年的大熱門。

介紹到這裏基本結束了，其實今年科學院院士生物榜單裏，算是和三位大佬有交集（人家不認識我哈），但是這些人的確都是領域裏的頂級研究人員了，當得起院士。

附李勁鬆院士的主要科研成果。

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