科学家耗费6年时间,成功让动物“喜当爹”,这是怎么回事?

最近,一项“牲畜代父”研究被发表在《美国国家科学院院刊》上。代父,顾名思义就是替代父亲,科学家们使用基因编辑工具CRISPR-Cas9,对原本雄性动物胚胎中的特有基因敲除,使其自身不会产生生殖细胞,因此会出现不育行为。

之后,科学家们会将雄性供体的干细胞移植到该雄性胚胎的生殖器官中,让其产生精子。也就是说,虽然该雄性不会产生生殖细胞,但是它的雄性器官仍然可以继续生产生殖细胞,只是生产的生殖细胞不是自己的,而是由供体雄性提供,所以生育的后代并不是自己的,而是供体雄性的。

牲畜育种

制约传统畜牧业的主要阻碍,是牲畜育种,一只品质优良的,可用于交配的牲畜,可以卖到非常高的价格。

比如,在上个月的英国苏格兰牲畜拍卖会上,一只羊以36.5万英镑(约合人民币332万元)成交,成为了世界上最贵的羊。并且还规定,该羊严禁宰杀。

据资料显示,这头羊之所以价格高昂,是因为它并不是肉用羊,而是种羊,它原产于荷兰,身体午觉,身躯呈长圆筒形,肉质较多。

身体发育较快,肌肉充实,脂肪较少。更重要的是,它所繁殖的后代生长速度快,产肉性能好,适应能力强,其骨肉比以及肉脂比较高。这意味着它所繁殖的后代,投入资金少,回报速度快,且回报效益高。

在过去关于羊的人工授精,因为各种原因的限制,导致比牛和猪的普及程度低,所以一头品质优秀的种羊,价格非常昂贵。

对于一些大型农场主而言,种羊价格已经承担不起,以至于这次拍卖会上需要三家农场主集资才能购买。而对于一些小型农场主以及个人散户而言,像这样优秀的种羊,或者种猪、种马等属于可望而不可及,高昂的价格并不是它们所能承担的。

而如今,有了“代父”技术之后,或许可以解决牲畜育种的问题。

牲畜代父

拥有了牲畜代父技术之后,科学家们可以将普通的雄性改造成能繁殖出优秀基因的雄性,虽然后代并非它的亲生后代,但后代可以拥有多种优秀的性状,可以帮助发展中国家的畜牧业发展,降低牲畜的饲养成本,提高收益。

犹他州立大学教授介绍说,山羊是许多发展中国家的蛋白质主要能量来源,这项技术可以更快地传播山羊的有利特性,无论是抗病性,还是更好的肉质,这可以帮助提高发展中国家的能量供应。

从技术手段来看,目前科学家们已经培育出了可以代父的种猪,种羊,种牛等。但在应用上,种羊的应用更广泛一些。

(代父羊)

首先是因为猪和牛的人工授精普及程度高,不需要增加代父种猪的个体来育种。而且,代父种猪在培育时,受精卵不能经过冷冻,这意味着必须要离供体较近才可以实行,条件限制较高。

而种羊代父对技术要求稍微低一些,而且目前种羊人工授精的普及程度不高。更重要的是在中亚地区,很多国家或者地区会以牧羊业为主导,对优秀的种羊需求量高。

“代父”的限制

我们知道,如果一项可以惠及到人类的技术没有被普及开,除了技术条件的限制之外,还可能是受限于法律法规。

尽管该技术已经足够实现商业化,但在许多国家,由基因编辑的替代父本,无法在世界任何地方的食物链中使用,据科学家介绍说,这是人们对基因编辑的误解。

基因编辑是将该物种自然产生的基因,编辑到动物体内,而不是结合不同物种的DNA,因此对人类没有任何影响。

因此,目前该技术的推广遇到的麻烦主要是法律法规问题。不过该项目得到了美国农业部国家粮食和农业研究所的支持,想要将该技术推广到全世界,还需要各国为其开绿灯才可以。

除此之外,代父牲畜还会遇到一个问题,那就是后代基因多样性减少,而且很可能会导致近亲交配。

(代父牛)

我们知道,代父牲畜虽然体细胞基因属于自己,但生殖细胞属于供体,而供体可以对多个雄性个体提供生殖细胞,因此,虽然是不同的雄性参与交配,但繁殖的后代都是供体基因,这会导致后代基因多样性减少。

另外,如果没有对代父雄性个体做好标记,任由其繁殖后代,那么这些后代有可能会相遇,并繁殖出后代,导致近亲交配。

所以,如果使用代父牲畜,最好的方法是让其子代不再繁殖后代。