圖片來源：物理學家組織網(wǎng)

本報記者 馬愛平

都聽說過“代孕母親”，但你聽說過“代孕父親”嗎？這并非天方夜譚。

從常識來看，雄性動物沒有子宮，無法完成孕育新生命的重任。與“代孕母親”不同的是，“代孕父親”只是為了培育更多優(yōu)良精子。

這一技術(shù)進展9月14日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上，為美國威斯康辛州立大學、猶他州立大學、馬里蘭大學和英國愛丁堡大學羅斯林研究所的研究人員6年合作的結(jié)果。

動物胚胎被培育成“代孕父親”

因克隆出世界上第一只哺乳動物多利羊而聞名的英國愛丁堡大學羅斯林研究所的研究人員與美國科學家合作，利用基因編輯工具CRISPR-Cas9，在動物胚胎中敲除一種與男性生育能力有關的基因——NANOS2基因，這些動物胚胎將被培育成“代孕父親”。將捐贈動物（供體）的干細胞移植到“代孕父親”的睪丸后，“代孕父親”們開始產(chǎn)生只含有供體動物遺傳物質(zhì)的精子。

那么，這次基因編輯技術(shù)在培育“代孕父親”的過程中是如何操作的？“利用基因編輯工具CRISPR-Cas9，敲除了動物胚胎中雄性育性特有的基因，使該雄性動物無法產(chǎn)生精子而沒有生育能力。研究人員再將其他種畜的精原干細胞移植到基因編輯動物的睪丸中，使其可以正常產(chǎn)生精子。”中國農(nóng)業(yè)大學分子生物學博士湯波在接受科技日報記者采訪時表示。

湯波說，由于基因編輯雄性動物產(chǎn)生的精子并不屬于自己，而是屬于其他種畜的，因此這種基因編輯動物被稱為“代孕父親”。相對而言，胚胎移植和體細胞克隆技術(shù)則需要使用“代孕母親”，生育出遺傳上屬于其他種畜的后代。

值得注意的是，“代孕父親”所產(chǎn)生的精子只含有供體動物的遺傳物質(zhì)。也就是說，這些精子孕育出的后代是供體動物的，“代孕父親”充當?shù)慕巧蔷由a(chǎn)機器以及幫助雌性完成受孕。

研究人員稱，這項技術(shù)將加速家畜所需特性的傳播，并提高全球食物產(chǎn)量。它還將使偏遠地區(qū)的育種者能夠更好地獲得世界其他地區(qū)優(yōu)秀動物的優(yōu)良特性，并使山羊等難以運用人工授精技術(shù)的動物獲得更精確的育種。另外，這項技術(shù)還為瀕危物種的遺傳保護打開了大門，瀕危物種因數(shù)量不斷減少，從而限制了它們的遺傳多樣性。

可克服現(xiàn)有畜牧業(yè)育種技術(shù)局限

幾十年來，科學家們一直在尋找一種制造代孕后代的方法，以克服選擇性育種和人工授精的局限性。在很多時候，人工授精要求嚴格而且無法成功應用在一些動物身上，這阻礙了培育更優(yōu)良動物品種的進展。

“代孕父親”技術(shù)可以解決這些問題，因為這種技術(shù)以自然的方式，通過正常繁殖傳遞供體的遺傳物質(zhì)，這使得牧場主和牧民能夠讓養(yǎng)殖的動物在牧場或田野上正常地互動。因為分化精子的干細胞通過冷凍可以運送至不同的地方，捐贈者和代孕者甚至可隔空“傳遞遺傳物質(zhì)”。

湯波介紹，利用這種“代孕父親”技術(shù)，科學家可以使得原本性能低下的種畜生產(chǎn)出大量性能優(yōu)良的精子，再結(jié)合人工授精技術(shù)，可以快速繁殖出大量的優(yōu)良畜群，大大加快畜種改良進程，提高畜產(chǎn)品生產(chǎn)效率和飼料轉(zhuǎn)化率。

湯波舉例道，在畜牧生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)一頭最優(yōu)秀的種公豬后，一般會采用這頭種豬的精液給盡可能多的母豬配種。但是一頭種公豬精液生產(chǎn)能力是非常有限的，而要采取常規(guī)技術(shù)培育出這種優(yōu)良種公豬，又需要幾年時間。如果通過“代孕父親”技術(shù)，則可以借助更多的“代孕父親”，在短時間內(nèi)生產(chǎn)大量優(yōu)良精液。

為什么之前的動物人工繁育技術(shù)不能滿足畜牧業(yè)的育種需求？湯波介紹，人工繁育技術(shù)包括人工授精、胚胎移植等技術(shù)。人工授精是利用優(yōu)良公畜的精液配種盡可能多的母畜，充分發(fā)揮優(yōu)良公畜的遺傳優(yōu)勢，但是優(yōu)良公畜特別是最優(yōu)秀的公畜，往往并不多見，因此限制了人工授精技術(shù)的使用。

“胚胎移植技術(shù)則是將在體外制備的胚胎或超數(shù)排卵獲得的胚胎，移植到性能低下的其他母畜體內(nèi)，短時間孕育更多優(yōu)良母畜的后代，以盡量發(fā)揮優(yōu)良母畜的遺傳優(yōu)勢。如果優(yōu)良母畜數(shù)量偏少，胚胎移植技術(shù)也無法發(fā)揮作用?！睖ㄕf。