据《麻省理工科技评论》报道,日本科研团队首次有目的地利用CRISPR基因编辑技术切除Y染色体,将雄性小鼠胚胎转化为雌性,并成功培育出雄性小鼠的雌性克隆体。该研究以预印本形式发布,尚未经过同行评审。

研究由山梨大学生殖生物学家石内崇和茨城县理化研究所生物资源研究中心的的场将悟共同领导。他们开发了一种名为“Y-CUT”的CRISPR工具,靶向Y染色体上确保细胞分裂时子代细胞获得该染色体的关键片段。在早期小鼠胚胎中切除Y染色体后,处理过的XY胚胎被植入代孕母鼠体内,产下雌性幼崽。这些雌性小鼠的染色体为XO,即只有一条X染色体,但研究者表示,它们健康且具有生育能力。在第二组实验中,团队采用标准克隆流程,从成年雄性小鼠细胞中取出细胞核植入去核卵细胞,再利用Y-CUT去除Y染色体,从而获得雄性小鼠的雌性克隆体。这些雌性克隆体除缺少Y染色体外,与原始雄性个体基因完全相同。研究者还发现,这项技术同样适用于冷冻保存的雄性细胞,由此获得的雌性克隆体与雄性克隆体交配后可产下健康幼崽。

石内崇表示,生殖科学领域存在“必须同时有雄性和雌性才能繁殖”的固定观念,他希望这一成果能改变该认知。研究灵感来自冲绳礁虾虎鱼——一种在缺乏雄鱼时可由雌性转为雄性的鱼类。过去实验室曾出现过类似现象:2009年研究人员在27只雄性细胞克隆体中意外得到一只雌性幼崽,但这是首次有目的地实现“性别逆转”。

未参与研究的夏威夷大学生殖生物学家莫妮卡·沃德评价说:“以前没有人做到过。”野生动物保护组织“复活与恢复”首席科学家本·诺瓦克表示:“令人兴奋,我相信这将有大量应用,尤其在保护领域。”在濒危物种保护中,传统克隆只能复制供体基因,若物种仅剩雄性个体,只能得到雄性后代。新方法理论上可利用“冷冻动物园”中保存的雄性细胞样品产生雌性个体,为恢复种群提供可能。此前,克隆技术已帮助黑足雪貂和普氏野马等濒危物种获得新生。