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各位朋友們，有沒有感覺最近這段時間網(wǎng)絡(luò)非常忙，熱搜太多了。不僅僅有與人類安全息息相關(guān)的美國藥企發(fā)現(xiàn)天花病毒事件，還有我國今年兩院院士增選149人當(dāng)選，這么多人當(dāng)選，真的是可喜可賀?。?/p>

那么有的朋友就說了，天花病毒事件沖上熱搜，大家可以理解；這院士當(dāng)選，好像和我們關(guān)系不大吧？這么說吧，鐘南山以及袁隆平都是院士，這樣說大家明白了吧？

言歸正傳，今天就給大家介紹一個很火爆的話題：如何讓同性生殖？這是新當(dāng)選的李勁松院士的一個小研究，其實我之前也寫過李院士的內(nèi)容。

01，同性生育難題

在初中生物學(xué)知識里，我們知道正常情況下要生出孩子，需要精子和卵子的結(jié)合，產(chǎn)生受精卵，并在子宮內(nèi)著床，受精卵不斷地分化與分裂，最終發(fā)育成胎兒。

如果是兩名女性的話這個子宮問題好解決，那要是兩名男性，這個就不好解決了，畢竟代孕在我們國家還是非法的。最關(guān)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(jié)合才能產(chǎn)生。而只有兩個卵子或者兩個精子的情況下是不能形成后代的，這是寫入了我們基因中的，換句話，人類是不能無性繁殖的。

不過對此，科學(xué)家們可不信服，因為既然生物學(xué)上，無論是精子還是卵子都攜帶者完整的成套染色體，為啥兩個精子和卵子不能融合呢？

于是科學(xué)家們就開始研究如何讓同性生育。

不過，研究嘛，肯定是先從簡單的地方入手，于是科學(xué)家們最開始選擇的就是卵子。因為卵子體積大，擁有完整的一套生物系統(tǒng)，比如大家熟悉的細胞器啊、線粒體啊等等都有，更擁有一系列可以讓生物各種反應(yīng)進行的細胞質(zhì)、酶以及營養(yǎng)等物資。

而精子就要小多了，為了方便運動，精子體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(zhì)。

02，融合難題

然而，融合實驗的第一步就失敗了。

為何？原因在于兩個卵子根本無法融合。當(dāng)科學(xué)家們將兩個卵子放在一起后，它們依然保持著各自獨立的狀態(tài)，你是你我是我，這就很尷尬了，畢竟連第一步都無法融合，那后續(xù)就不要想了。

也有科學(xué)家嘗試過一些辦法，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，是可以讓兩個卵細胞融合，然而后果是卵細胞死掉了。

究其根本，一個重要原因就在于細胞表面那可是有一系列屏障，還有相應(yīng)的信號分子，他們就像是對暗號一樣，你如果無法回答上暗號，那么不好意思，就會被拒之門外。兩個卵細胞無法融合的原因之一就是如此。

不過，這難不倒科學(xué)家。

聯(lián)想到精子受精過程其實本質(zhì)上是精子通過頂體反應(yīng)在卵子表面上找到了信號通路，然后將精子中的DNA注入到卵子中，這才是最核心的過程。

于是科學(xué)家們就開始模擬精子的受精本質(zhì)，直接提取其中一個卵子的DNA，然后將其注入到另一個卵子中。

這樣就模擬了精卵受精過程，實現(xiàn)了兩個卵細胞基因組歸到一個卵細胞中的過程。

這樣就OK了嗎？

理想是美好的，現(xiàn)實是骨感的。

盡管看起來兩個卵細胞是融合了，然而，它們卻并沒有進一步發(fā)育。

03，表觀遺傳難題

仔細一研究，才發(fā)現(xiàn)，原來兩個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(tài)，各自是各自的。而這一點和受精是完全不同的，因為受精過程中，精卵的基因組會互相交流彼此交換之類的，而兩個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。

人的基因組會有一種特殊的記錄信息方法，這些信息并不是DNA序列的變化，而是以表觀遺傳的方式存在，這些內(nèi)容會直接影響到基因組的融合。如果你不消除這些印記，那么你把兩個卵子的DNA放到一起，它們也會保持獨立，不會像正常的二倍體的兩套染色體相互作用。

如何解決這個問題呢？答案就是去除這些印記。

2015年底，中科院上海生科院生化與細胞所李勁松團隊就成功的用兩個卵子產(chǎn)生了完整的后代。

我們知道，卵細胞是互不融合的，否則的話真的就會出現(xiàn)圣母瑪利亞。

但是其核心原因是因為兩個基因，H19和Gtl2，這兩個基因的表觀遺傳差異影響了兩個卵子對彼此的融合（差異性甲基化區(qū)域(Differentially Methylated Region，DMR)）。

于是他們就對這兩個基因表達進行控制（通過crispr處理敲掉兩個基因的DMRs，deletion of IG-DMR and H19-DMR using CRISPR-Cas9）

他們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，使得一個卵細胞成為“類精子細胞”，然后這個類精子細胞再和卵細胞結(jié)合，于是完成了受精，并發(fā)育成為了完整的小鼠。

上圖是純粹的小鼠，來自兩個卵細胞融合。

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

這就是李勁松院士的重要科研成果之一，李勁松院士主要研究的是體細胞重編程，也就是如何讓一個細胞恢復(fù)到最初的狀態(tài)，而這一過程，是干細胞、受精卵發(fā)育的必須步驟。

04，重編程和同性生殖

事實上，不僅是女女生殖，男男生殖同樣有類似的問題

其實生殖的背后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過程，也是最近幾年的大熱門。

介紹到這里基本結(jié)束了，其實今年科學(xué)院院士生物榜單里，算是和三位大佬有交集（人家不認(rèn)識我哈），但是這些人的確都是領(lǐng)域里的頂級研究人員了，當(dāng)?shù)闷鹪菏俊?/p>

附李勁松院士的主要科研成果。

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