生殖生物学家正在开发一种不寻常的方法来生产具有理想特性的农场动物：向代孕父亲注射“自己的精子已经被基因编辑破坏了”，而另一位男性的精子产生的干细胞则通过“精”基因传代。后代。从此以后，代孕父代的后代将不再是他本人，而是捐赠者。
目的是通过比常规育种更短的世代通过动物种群传播具有理想性状（如抗病性或耐热性）的基因。如果科学家能够克服挥之不去的技术障碍，那么这项技术对于猪，鸡和其他难以人工授精育种的牲畜将是无价的。华盛顿州立大学曼彻斯特分校的生殖生物学家乔恩·奥特利（Jon Oatley）说：“这是丧失遗传学机会的机会。”
该技术还可以帮助努力保护精液难以储存的物种，包括许多鸟类。
在美国奶业中，采用从公牛身上收集的精子人工授精的做法以及精心的基因选择，使这种奶牛的产奶量比1940年代的动物多四倍。但是，人工授精在肉牛中并不常用，因为它们可以在牧场上自由漫游，这使得在繁殖周期的正确阶段很难追踪到母牛。这种技术对猪来说效果不佳，因为它们的精子经常在储存中死亡。
你爸爸是谁？
奥特利（Oatley）和他的同事们现在正在努力开发替代猪种。2017年，研究人员报告说，他们已经使用基因编辑工具CRISPR'as9禁用了猪中名为NANOS2的基因。带有两个禁用基因拷贝的猪可以产生精子，但否则是正常的“理想替代品”。
同年，爱丁堡大学罗斯林研究所的迈克尔·麦格鲁（Michael McGrew）领导的另一个研究小组说，它已经使用另一种基因编辑系统禁用了一种名为DDX42的基因，从而创造了不育雌性鸡。从父亲那里继承了残障基因的女性将处于不育状态，并可能被转变为代孕母亲。
McGrew和他的团队继续将干细胞移植到发育中的雌性胚胎中，这些胚胎带有禁用的DDX4基因。曾经无菌的受体继续产卵，麦克格鲁说，他的研究小组现在正在验证这些卵中的卵来自移植的细胞。
McGrew希望在明年将这种技术应用于那些人口少，高度适应非洲国家（如埃塞俄比亚和加纳）当地条件的鸡种。他还希望用它来保存印度和英国的稀有鸡种。
McGrew指出，鸡蛋比移植哺乳动物更容易成为目标，因为研究人员比较容易获得鸡蛋。他说，遗传学家需要做的就是在蛋壳上打一个小孔，然后将细胞注入正在发育的胚胎的脉管系统中。从那里，细胞迁移到正确的位置并繁殖。
猪带来了更大的技术挑战。在1月于加利福尼亚州圣地亚哥举行的动植物基因组会议上，奥特利介绍了他将产生精子的干细胞移植到其代孕猪的努力中的结果。这些细胞存活下来并产生了看起来正常的精子，但是数量远远少于典型的父本。
加利福尼亚大学戴维斯分校的动物遗传学家艾莉森·范·埃纳纳纳姆（Alison van Eenennaam）说：“显然，精子不足以完成这项工作。”“但这表明您可以产生精子，这确实是概念的证明。”？/ p>
丰满的生育力
下个月，在日本神户的转基因技术会议上，Oatley计划提供更多数据，表明即使他从遗传上不同的小鼠品系中产生精子的干细胞移植，他也可以在替代小鼠的父亲中达到正常的生育能力。他说，现在的诀窍是使系统在牲畜中工作。
加拿大卡尔加里大学的生殖生物学家伊娜·多布林斯基（Ina Dobrinski）说，这仍然可能带来巨大的挑战。研究人员有办法增加在培养物中生长时会产生精子的小鼠和大鼠干细胞的数量。多布林斯基说，但是这项技术对包括人在内的大型动物并不奏效，尽管进行了热烈的研究，目的是寻找方法来恢复已接受癌症治疗的男孩的生育能力。
Oatley承认了这些挑战，但表示，如果少量干细胞在移植后繁殖足够，则可能就足够了。马里兰大学公园分校的生殖生物学家Bhanu Telugu说，调整程序以创建替代猪种，例如在替代者年轻时移植细胞，可以增加精子的产生。
奥特利（Oatley）估计，他的技术距农庄只有五年的时间。但是目前尚不清楚公众和监管机构是否会采用这种方法。Oatley两次前往美国食品和药物管理局介绍他的工作，McGrew团队已与印度监管机构讨论了此事。麦克格鲁警告说，代孕父代的后代将不会进行基因编辑，但有些政府可能仍会对其进行监管。在某些国家，这可能意味着漫长而昂贵的审批流程。
杜布林斯基说：“我和渊源知道接受者是经过基因编辑的，而精子不是经过基因编辑的，而是向监管机构或消费者解释这一点。”“不知道淘汰赛动物会如何飞翔。” / p>
大自然567，292-293（2019）
