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两个爸爸也能生孩子?!
2018/11/1 16:51:23
读者:36537
■吴家望
两个爸爸也能生孩子?!

 

/吴家望

生命季刊微信专稿

 

又是一个中国第一!20181016日,中国科学报记者李晨阳发表了题目叫《两个爸爸也能生孩子?!》的文章,报道中国科学家首次成功由两只雄性小鼠基因结合产生小老鼠后代的喜讯。(参考http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/10/418725.shtm

 

两只公老鼠喜获结晶!中科院动物研究所的李伟、周琪和胡宝洋的三个课题组联合在《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)科学杂志上发表论文,宣布首次实现了哺乳动物的孤雄生殖。(参考原文:https://www.cell.com/cell-stem-cell/pdf/S1934-5909(18)30441-7.pdf

 

2015年,中国科学家已经成功地结合两只雌性老鼠基因产生雌鼠后代。(参考Cell Research201626:135-138有的雌鼠后代也有了她的后代(见文首图)。但是,在技术上,孤雄生殖要困难得多。

 

中国科学报文章里所提到的孤雄生殖是遗传学中一个深奥、又往往没有答案的难题。笔者和大部分读者一样,都是外行。以下我们先摘录这篇报道中的主要几句原文,然后添加一些解释,和读者一同来了解这个故事的大意。

 

(原文)这项研究证明哺乳动物孤雄生殖的主要障碍正是印记基因,并且首次证实我们可以跨越这些障碍。未参与这项研究的中科院北京基因组所研究员杨运桂说,这对我们理解印记基因的进化和功能,以及它们在发育和疾病中的作用都有重要意义。

 

解读:人类基因组的大约1%是所谓印记基因。印记基因的作用是,它使来自父系、母系亲本来源Parental origin的同源基因Homologous genes,仅有一方的得以表达而来自另一亲本的不得以表达。

 

来自父系、母系的印记基因有所不同,当精卵结合时,父母双方印记基因均应出现,否则发育就不正常。

 

(原文)科学家早已发现,哺乳动物中普遍存在的印记基因,是一种为异性恋站台的强大封印。这些基因的存在,让孤雄和孤雌产生的胚胎根本活不到预产期。

 

解读:哺乳动物中普遍存在的印记基因的功能是阻止(封印)同性孤雄孤雌生殖的可能。

 

(原文)如果哺乳动物过度依赖同性生殖,会造成种群基因多样性的损失,导致物种退化甚至灭绝。哺乳动物进化出异性恋的死忠粉——印记基因,可能正是为了避免同性生殖对有性生殖的竞争。

 

解读:同性生殖是历史上的罕见现象。原来印记基因的存在,就是为了避免同性生殖对有性生殖的竞争,避免导致物种退化甚至灭绝的同性生殖。

 

(原文)这一次,中国的科研工作者决定另辟蹊径,用单倍体干细胞技术来“清洗”印记。事实证明,干细胞技术不仅能改善孤雌生殖,还让之前难以想象的孤雄生殖成为可能。

 

解读:这一次,中国的科研工作者的供献,就是想出办法来消灭这种印记基因,让之前难以想象的孤雄生殖成为可能。

 

(原文)“我们运气真好。”论文第一作者、动物所博士后李治琨对《中国科学报》记者说,“基因组印记是一种DNA上的甲基化修饰。通常这种甲基化非常稳定,非常难以去除。”

 

经过一系列复杂的操作和分析,他们惊喜地发现,这种单倍体干细胞展现出了比未成熟卵更完全的、跟原始生殖细胞相似的 “无印记状态”,这也是实验最终成功的基础。

 

……幸运再一次降临了。在删除掉第7个印记基因后,部分胚胎经过19天的孕育,顺利从代孕妈妈的子宫中降临人世。

 

解读:这一段话简单地描写科学家们成功地删除印记基因,完成孤雄生殖的实验。

 

(原文)目前全球已经有30个国家实现了同性婚姻的合法化。同性爱人们领到结婚证后,难免也会憧憬更多的幸福:随着科技进步,我们是不是也能拥有自己的孩子?

 

与试管婴儿技术相似,这项技术也是把来自两个个体的生殖细胞在体外融合后,再把得到的早期胚胎移植进雌性的子宫中。只不过,科学家经过大胆的探索,让传统有性生殖的精卵结合,可以被“卵卵结合”甚至“精精结合”所取代。这似乎是说,同一性别的两个人也可能拥有携带双方基因的后代。

 

“理论上是这样,但目前看来风险太大了。”李治琨说,“从当前的小鼠实验数据来看,孤雌生殖的成功率在10%-20%,孤雄生殖只有2%。这个成功率在临床上是不可能被接受的。”

 

解读:记者从这项科学实验,联想到现代社会同性婚姻的合法化的趋向,表达了他(她)的看法。亲身参与这项实验的科学家,认为将老鼠身上的成功,推行到人类,风险太大了。但是,风险能否阻止科学家的雄心就不得而知了。

 

 

科学上的困难问题

 

这只双雄生殖的小鼠只活了48小时。许多科学家对这种研究的前景表示怀疑。英国《前卫报》(The Guardian)文章指出,在哺乳类动物的生殖过程中,父系及母系的(基因)遗传贡献必须相等。这100来个印记基因有开关的管制功能:父系或母系的拷贝只有其中之一是的(switched on)。它们用化学标签(tag)来标志基因的(父、母系)来源。如果没有父系、母系印记的正确模式(pattern),一个能够生存的胚胎不可能产生。

 

英国科学家格立克特(Christophe Galichet)指出,在我们能懂得为什么哺乳类动物必须由(父母)双性产生的路上,中国科学家们的实验成果迈出了极重要的一步,说明用这种方法来产生人类婴儿是不可想像的。

 

有许多技术难题的讨论太深奥了,我们只得留代读者去研究。

 

生殖方式改变的安全问题

 

前面新闻报道中提到这一类干细胞实验的导致物种退化甚至灭绝风险成功率乔治·华盛顿大学法学院生物伦理学(bioethics)专家,苏德(Sonia Suter)教授说,我们必须认真考虑,作为社会的一员,我们做这类研究的门槛是什么。她说:我认为,所有这些事里首先和最重要的,是一个安全的问题。这是一个需要克服的大障碍。“First and foremost to me, in all of these things, is a safety question,” Suter says.“And that's a big hurdle to overcome.”

 

科普杂志《科学美国人》报道,这篇论文的首席作者之一,周琪(Qi Zhou)说,他们所报道的,乃是生殖同性哺乳动物后裔的新方法。周琪指出,以往的(两个母鼠)孤雌研究项目引起极端的争议(extremely controversial),因为双雌所产生的后裔不含有Y染色体,所以只可能是雌性;而且如此产生的雌性老鼠有很多健康问题。

 

科学家们认为,要将这实验推广到同性恋人生殖,是科学界几乎不可能做到的事。美国科学家乌尔诺夫(Fyodor Urnov)说:你需要做庞然大量(enormous)的工作,才能说服我们(科学家们),你所做的(实验)对人类没有害处。

 

参与审核这篇文章的美国同性遗传权威,德克萨斯大学遗传学教授柏林格(Richard Behringer)说,这种双雄过程不可能应用到人类,因为这种方法的基础是一种异常遗传现象a genetic anomaly),它使一个人失去受孕的能力。

 

专家们认为,即使同性恋后裔有可能产生,这些后代会面临严重的、不可知的、无法控制的生理与心理问题。

 

学术研究的伦理问题Ethical Considerations

 

中国科学报这篇报道没有提到西方媒体所关心的,有关科学实验的伦理问题。我们顺便为读者报道一下。

 

周琪和李伟都是这项实验的领军科学家之一。周琪在电邮中表示,他们没有打算要将实验用的人少身上。但是,美国国家地理杂志(National Geographic)报道,李伟在电邮中说:我们不能肯定,这项技术将来永远不会用于人类。We can’t assert this technique could never be used in humans in the future,” senior author Wei Li from the Chinese Academy of Sciences says via email.李伟这样大胆的声明引起西方学术界的激烈反响。

 

夏威夷大学教授华特(Monika Ward)惊讶中国科学家删除印记的大胆试验。但是,她指出,这真是一伦理上的大难题(It is really a big ethical question)。

 

其实,中国科学家之所以能取得这样的成就的一个原因是,西方国家有各种法律禁止这类的科学实验。例如美国,有许多州都有不同的胚胎与胎儿研究法规”(Embryonic and Fetal Research Laws。这些法规断绝了科学家科学研究经费的来源。所以,西方科学家想必有爱莫能助之感。(参考:http://www.ncsl.org/research/health/embryonic-and-fetal-research-laws.aspx)

 

柏林格教授(Richard Behringer)称赞中国科学家的严谨的研究态度。但是,他说,他不清楚,这种技术的前景,以及这项实验对人类的意义何在。

 

神学界的观点

 

对于社会问题,神学界的反应比较慢一些;笔者提前替他们说几句。对于人工修改基因这类的问题,神学家称之为扮演上帝Play God)。圣经《创世记》有欲与天公试比高的巴别塔的故事:

 

 “来,让我们建造一座城和一座塔,塔顶通天。我们要为自己立名,免得我们分散在全地面上。耶和华降临,要看世人所建造的城和塔。耶和华说:看哪,他们成了同一个民族,都有一样的语言。这只是他们开始做的事,现在他们想要做的任何事,就没有什么可拦阻他们了。来,我们下去,在那里变乱他们的语言,使他们彼此语言不通。于是耶和华使他们从那里分散在全地面上;他们就停止建造那城了。因为耶和华在那里变乱了全地的语言,把人从那里分散在全地面上,所以那城名叫巴别  。(创世记11:4-9

 

生命中的DNA基因蓝图被称之为上帝的语言The Language of God)。达尔文在晚年时感到十分悲哀,因为他的进化论理论中有许多资料证据的漏洞(gap)。直到20世纪中期,DNA结构发现之后,科学家才认识到,在创世之初,各种生命的设计已经完成,一览无余地包含在DNA蓝图中,无所谓什么进化不进化。DNA结构有掌控生命的功能,也有保护生命,抵抗疾病的功能。

 

所以,科学家大胆修改与删除基因,设法改变传统的双性生殖方法,岂不就是要改变上帝生命设计的语言,岂不是要涂鸦上帝精确设计的生命蓝图?可叹的是,今天相信上帝创造的人,特别是科学家,越来越少;同情同性恋婚姻的人越来越多;神学家的话语权也越来越少了。

 

主来的日子近了!

 

吴家望 来自中国大陆,曾获数学、神学学位,现居美国。