精子通常有长长的尾巴来帮助它们向卵子游去,但是科学家们制造的人造精子缺乏这一特征。

研究人员已经成功地用人工精子培养了半克隆小鼠。这些小老鼠是雌性老鼠自然产生的。上图显示的是成年半克隆小鼠。

科学家将精子放入一个没有细胞核的卵细胞来产生干细胞(如图所示),这些干细胞的行为类似精子,但没有尾巴。

科学家们表示,他们的技术(如上图所示)可以用来创建一个半克隆小鼠“大军”,用于疾病研究。从左到右,该技术包括卵细胞去核、注射精子头和培养成干细胞的过程,然后将其中一个干细胞注射到健康的卵细胞中

北京时间7月20日,据国外媒体报道,具有足够雄性基因使卵细胞成功受精的人工精子已经开发出来,并可以大规模生产。利用这种人工精子,中国科学家成功培育出了“半克隆”小鼠。据报道,这种人工精子没有尾巴,不会游泳。

科学家们表示,利用这项技术可以生产出大量的转基因实验动物,这将加速对癌症等疾病的研究。然而,应该补充的是,将这种人工精子技术应用于人类还为时过早,因为多达80%的后代在动物实验中死亡。

中国科学院上海生命科学研究所生物化学与细胞生物学研究所研究员李劲松主持了该项目。他在接受媒体采访时说,大量的半克隆小鼠可以通过使用这种人工精细胞轻松高效地繁殖,它们将在第一线抗击癌症和其他遗传疾病。

研究员李劲松说:“对于实验动物来说,20%的健康后代可能已经足够好了,但对人类来说还不够。”。"如果这项技术应用于人类精子,80%的精子会在出生时死亡或有缺陷."

尽管世界其他地方的科学家在此之前已经制造出了人造精子,但这些精子来自干细胞。他们采用的方法也更有争议,因为这些干细胞直接取自胚胎。

李劲松的研究人员和他们的同事开发的技术不需要破坏胚胎。他们的研究结果发表在《细胞干细胞》杂志上。2012年,他们声称将一个精子放入一个卵细胞中,该卵细胞的细胞核和遗传物质已经被去除。结果本实验获得了与胚胎细胞相似的干细胞,其功能与精子相似,但无尾巴,不会游泳。

干细胞可用于大量产生类似的人工细胞。然而,这种技术目前的效率仍然很低。获得的受精卵只能产生20%的健康后代。在最近的研究中,科学家利用CRISPR-Cas9基因编辑技术对人工精子的一些基因进行了修饰。

科学家发现,通过关闭与胚胎发育相关的两个基因——H19和GTL2,培养过程的效率得到了提高。简而言之,他们取出卵细胞的细胞核,将精子头部注入卵细胞,将其培养成干细胞,然后将这些干细胞注入健康的卵细胞。大约20%的后代存活了下来。

然而,科学家表示,他们仍然需要进一步研究这些编辑过的基因是否会影响动物的后代。研究员李劲松也提到,在人类身上尝试这种技术会带来“伦理危机”。相反,这项技术可以为制造转基因动物提供一种有效的方法,从而为实验室的疾病研究提供帮助。作者在研究论文中写道:“我们希望这种方法能对小鼠发育和疾病模型的遗传分析有所帮助。”