圖/吳嘉鴻
文/姚文邦
如果有一天,地球上某種瀕危動物只剩最後一隻雄性,我們是不是只能眼睜睜看著牠走向滅絕?
日本科學家最近做了一場近乎科幻電影的實驗。他們從雄鼠身上取得血液細胞,最後竟製造出具有生育能力的雌鼠。更不可思議的是,這隻雌鼠還能與雄鼠繁殖,生下健康後代。
換句話說,同一隻雄鼠的基因,竟然有機會同時成為下一代的「父系」與「母系」來源。
性染色體 隱藏祕密
一般雄鼠具有XY染色體,雌鼠則是XX。研究團隊利用CRISPR技術(一種生物技術)發展出名為「Y-CUT」的方法,攻擊Y染色體與細胞分裂傳遞有關的重要區域,使Y染色體無法正常留在後代細胞中。
Y消失後,只剩下一條X,形成「XO」。
奇妙之處就在這裡。人類女性若為XO,通常與透納氏症候群有關,而且多數會有生育方面的問題;可是老鼠相當特殊,XO個體仍能發育成具有生殖能力的雌鼠。
研究人員再運用當年複製桃莉羊所使用的「體細胞核移植」概念,把雄鼠體細胞的細胞核,放進已經去除細胞核的卵細胞中,建立複製胚胎,再搭配Y-CUT移除Y染色體。最後,一隻原本提供XY細胞的雄鼠,真的有近乎自己「女性版本」的XO複製鼠。
雄性細胞
複製異性
而故事還沒有結束。這些XO雌鼠可以正常繁殖。當牠的卵帶著X染色體,再與雄鼠的精子結合,下一代甚至可以重新得到正常的XX或XY染色體組合。
這項研究真正令人期待的地方,其實不是製造「自己的另一半」,而是瀕危物種保育。
世界各地的「冷凍動物園」保存著許多珍稀動物數十年前留下的細胞。有些物種即使原來的個體早已死亡,只要細胞保存良好,理論上仍可能透過複製技術,重新帶回牠們的遺傳基因。
然而傳統複製有一道難題:雄性的細胞通常只能複製雄性。
Y-CUT提供了一個令人興奮的新方向。如果未來能將類似技術,安全應用到其他物種,即使珍貴的冷凍細胞只來自雄性,也可能產生雌性個體,重新建立可以有性繁殖的族群。
不過,目前仍不能高興得太早。這項成果仍是尚待同儕審查的研究,而且老鼠的XO雌性具有生育能力,是哺乳類中相當特殊的情況。人類以及許多其他哺乳動物並沒有這項「天賦」。此外,實驗仍需要真正雌鼠提供去核卵細胞與代孕母體,因此還遠遠稱不上「一隻公鼠就能獨自繁衍」。
可是生命科學迷人的地方,正在於一次次把「不可能」往後推。
從一管雄鼠的血液,到一隻能夠生育的雌鼠,我們看到的不只是性別染色體的奇妙,更可能是一把留給瀕危物種的備用鑰匙。
也許有一天,當某個物種只剩最後的雄性,與冷凍庫裡的一管細胞時,人類仍能對牠說:「還不到告別的時候。」