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在大多數(shù)哺乳動(dòng)物中，雌性動(dòng)物具有兩條X染色體，雄性動(dòng)物具有一條X染色體和一條Y染色體。但是，雄性和雌性奄美刺鼠（Tokudaia osimensis）僅攜帶單條X染色體。奄美刺鼠是日本一個(gè)島嶼土生土長(zhǎng)的頻危嚙齒類動(dòng)物。在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自日本宮崎大學(xué)等研究結(jié)構(gòu)的研究人員將來(lái)自一只雌性奄美刺鼠尾巴的成纖維細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（induced pluripotent stem cells, iPS細(xì)胞）。這些iPS細(xì)胞在一種宿主有機(jī)體（即小鼠-奄美刺鼠嵌合體）中能夠分化為雌性和雄性生殖細(xì)胞。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年5月12日的Science Advances期刊上，論文標(biāo)題為“Flexible adaptation of male germ cells from female ipsCs of endangered Tokudaia osimensis”。論文通信作者為宮崎大學(xué)研究員Arata Honda。

美國(guó)圣地亞哥動(dòng)物園保護(hù)研究所保護(hù)遺傳學(xué)主任Oliver Ryder（未參與這項(xiàng)研究）說(shuō)，“這是一篇非常有吸引人的論文。”他解釋道，作為另一種物種保存方法，產(chǎn)生“能夠整入來(lái)自一種頻危物種的ips細(xì)胞的嵌合體”具有激動(dòng)人心的潛力。

這些研究人員在體外培養(yǎng)了來(lái)自一只雌性奄美刺鼠尾巴的成纖維細(xì)胞。在嘗試過(guò)多種誘導(dǎo)條件和培養(yǎng)條件后，他們獲得奄美刺鼠ips細(xì)胞系。他們將這些細(xì)胞系移植到小鼠囊胚中，隨后將它們注射到代孕母小鼠中。

這些研究人員利用一種熒光標(biāo)記追蹤這些注射的iPS細(xì)胞，并且確定大約四分之一的胚胎和幼鼠是嵌合體。當(dāng)研究成年嵌合體時(shí)，他們?cè)诙喾N組織（包括棕色的奄美刺鼠皮膚和毛發(fā)）中發(fā)現(xiàn)了iPS細(xì)胞。iPS細(xì)胞也產(chǎn)生精細(xì)胞和卵母細(xì)胞，但是由奄美刺鼠ips細(xì)胞產(chǎn)生的這些生殖細(xì)胞數(shù)量是比較低的。

Honda在發(fā)給《科學(xué)家》雜志的電子郵件中寫(xiě)道，“我們成功地產(chǎn)生真正的源自奄美刺鼠的初始iPS細(xì)胞和全身具有奄美刺鼠細(xì)胞的種間嵌合體（interspecific chimeras）。雌性奄美刺鼠ips細(xì)胞能夠在成年種間嵌合體的睪中產(chǎn)生雄性奄美刺鼠生殖細(xì)胞，并且存活下來(lái)。”

在美國(guó)夏威夷大學(xué)約翰-博斯醫(yī)學(xué)院研究Y染色體基因的Monika Ward（未參與這項(xiàng)研究）說(shuō)道，下一步就是確定“產(chǎn)生的這些生殖細(xì)胞是否是有功能性的”。她解釋道，“鑒于具有較低的生殖細(xì)胞產(chǎn)生效率，這些研究人員并不能夠真正地測(cè)試它們是否能夠在受精中發(fā)揮功能。”

Honda證實(shí)，他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃努力改進(jìn)產(chǎn)生生殖細(xì)胞的效率。他也想要在培養(yǎng)皿中測(cè)試這種方法以便產(chǎn)生奄美刺鼠卵子和zui終產(chǎn)生胚胎。

這種方法的潛在應(yīng)用可能也能夠擴(kuò)展到除奄美刺鼠之外的動(dòng)物物種。Ryder說(shuō)，“我們努力在物種棲息地保存它們。我們努力進(jìn)行圈養(yǎng)繁殖。我們努力進(jìn)行輔助生殖。不過(guò)對(duì)存在的瀕臨滅絕的物種而言，在不使用更加的遺傳技術(shù)和繁殖技術(shù)的情形下，可能不能夠拯救它們。”

Honda說(shuō)，盡管這項(xiàng)研究清晰地表明性別決定在奄美刺鼠中是靈活多變的，但是一個(gè)仍未解決的問(wèn)題是雄性特征和雌性特征實(shí)際上是如何在這種嚙齒類動(dòng)物中出現(xiàn)的。

在美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)研究性染色體進(jìn)化的Melissa Wilson Sayres（未參與這項(xiàng)研究）告訴《科學(xué)家》雜志，“我并不清楚的是嵌合小鼠中的雌性奄美刺鼠ips細(xì)胞是否將真正地有助解決性別在奄美刺鼠中是如何決定的。”但是“我們?cè)蕉嗟匮芯啃詣e決定和真正地理解哪些是靈活的和那些是不靈活的