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我国将进行人体性别控制实验(多图)
2006年4月14日 8:10  

    近日,由“世界试管双犊之父”卢克焕教授主持研究的世界首例分离XY精子性别控制试管水牛在中国农科院广西水牛研究所诞生,一头杂交母水牛顺利地产下了经过分离XY精子性别控制的两头雌性双胞胎小水牛,这意味着水牛的性别可以人为控制了。

卢克焕教授和性别控制的雌性试管水牛双犊

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实验人员正在进行胚胎移植操作

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    本报记者采访了分离水牛XY精子控制性别研究项目主持人卢克焕教授及本次实验主要技术人员张明教授和陆阳清助理研究员,他们介绍在此基础上,下半年将进行人体性别控制实验。

    第一步:采集卵子进行24小时培养

    据卢克焕教授介绍,用于本次实验的水牛精子采集自广西畜禽品种改良站的印度摩拉品种水牛,卵子采集自本地屠宰场。对于卵子母体没有特殊选择,一般来说采集本地的品种即可。据介绍,卵子可来自活体牛,也可以来自死体牛。

    而用于本次实验的水牛卵子采集自死体母牛。广西大学动物繁殖研究所的张明教授介绍,将屠宰场的死母牛身上的卵巢采集回来,抽取出未成熟的卵子进行20小时到24小时的培养,然后就可以与精子结合。从活体牛身上采集卵子技术上要求更高,难度更大,其优点是可以选择优良品种的卵子,实验室也正在进行活体采卵的实验。

    第二步:分离精子的X染色体与Y染色体,并改变颜色

    专家将精液中的带有X染色体与带有Y染色体的精子简称为X精子和Y精子。分离精子的第一步,是将精子稀释并将荧光染料添加进去,使这种染料定量地与DNA结合。水牛精子中的X精子的DNA含量比Y精子的DNA含量高3.6%,因此着色之后X精子的荧光浓度比Y精子的荧光浓度要高。

    当精子被荧光染料染色后,将其放入液流导管中,精子排队前进,在出口处往下喷射形成液柱,据负责XY精子分离环节的技术人员陆阳清介绍,精子喷射的速度非常快,可达每秒5000到1万个。然后用激光束照射到液柱上,这时着色较浓的X精子在激光的激发下就会发出较强的荧光,流式细胞仪系统就可以根据反射光的强度分辨出哪些是X精子,哪些是Y精子。最后这些精子溶液在减速的过程中形成一个个含有单个精子的液滴,系统分别给X精子和Y精子带上正电和负电,借助左右两块各自带正电或负电的偏斜板,X精子或Y精子就分别被引导到左右两个收集管中。陆阳清说:“分辨X精子和Y精子的过程是关键中的关键,直接决定着性别控制的成功率。”

    X精子与Y精子被分离之后,将其放在零下196摄氏度的液氮中保存。

    第三步:人为控制受精卵

    让分离出来的X精子与卵子自由结合,形成受精卵。此时的受精卵只含有XX染色体,所以长成的个体只可能是雌性。受精过程完成后将受精卵放入试管中进行体外培养,七天后形成胚胎。

    广西大学动物繁殖研究所的张明教授主要负责体外受精的环节,据张明介绍,当X精子与卵子结合形成受精卵之后,会迅速进行细胞分裂变大,这时称为胚胎,通过仪器就可将胚胎挑选出来,放入培养箱中进行培养。培养箱尽量模拟子宫环境,温度一般为38.5摄氏度到39摄氏度,培养时间为5天到7天,因为水牛胚胎从形成到着床子宫的时间为5天到7天,当胚胎发育到要着床的时候,便可以移植到母水牛的子宫了。

    第四步:着床孕育“理想”子女

    水牛是单胎动物,一般一次只产一胎,孕期一般在310天左右。本次实验一共对五头母水牛(称为受体牛)进行了胚胎移植,共移植了十三枚受精卵。其中有三头母水牛成功怀孕,两头流产,最终一头顺利产下一对雌性双胞胎小水牛。卢克焕解释说,流产的原因可能是因为移植的胚胎数量太多了,正常情况下,水牛一胎只产一只幼崽。

    专家解读:人体性别控制实验即将开始

    “今年下半年,我想开始做人的精子分离实验。”卢克焕说:“从目前全球利用精子分离技术生下的上万例后代看,基本没有什么不良的影响,而且这些后代都已经繁育后代,没有发现任何异常现象。”

    陆阳清说,对人进行性别控制的原理,基本上和牛一样。只是人的X精子和Y精子之间DNA含量差别只有2.9%,比水牛的差别更小,人的精子浓度较低,分离的难度会更大。

    卢克焕说:“对人体进行XY精子分离实验,其主要目的是为了治疗疾病。”现在人类所知的疾病中,有370多种是和X染色体有关的隐性疾病,比如地中海贫血、血友病、肌营养不良、色盲等。

    如果只有父母亲一方有病,生女儿可以让她拥有来自父母双方的X染色体,能够让有病一方的染色体得到健康一方的修饰,就不会发病。如果生儿子,他拥有来自母亲的X染色体和来自父亲的Y染色体,两者无法相互修饰,发病的可能性就很大。所以如果利用性别控制技术帮助有遗传疾病的父母生女儿,就可以免除后代同样的痛苦。

    当记者问到,这项技术预计多久能应用在人类身上时,卢克焕说:“性别控制对中国人来说可能短时间还不能接受,接受可能也要10年左右的时间,但是必须在法律允许的范围内进行。”

    关键词性别控制

    哺乳动物的性别由雄性精子决定,精子分为带有X染色体和Y染色体精子,卵子含有一对X染色体,当精子与卵子结合时,若精子中的X染色体与卵子中的X染色体结合即形成雌性受精卵,发育为雌性动物个体;若精子中的Y染色体与卵子中的X染色体结合则形成雄性受精卵,发育为雄性动物个体。

    在自然受精的情况下,后代性别为雄性和雌性的几率约各占50%。性别控制的关键就是将X精子与Y精子分离开来,然后进行体外受精或人工授精,这样就能有选择地生产出预期性别的动物。

    专家简介

    卢克焕博士,广西大学学术委员会主任,国际动物繁殖学会常务理事,国际水牛学会常务理事,中国动物繁殖学会副理事长。早在1988年在爱尔兰进修时,便成功研制出了世界首例试管双生牛犊,并荣获“世界试管双犊之父”的称号,建立了一整套体外生产牛胚胎的技术体系,他的这项成果可使乳牛繁殖率成倍增长。

 

 
 [关键词]:实验 人体 性别  发表评论    【推荐】 【打印

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