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PNAS:日本学者利用太空冷冻精子培育健康小鼠

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摘要 : 2017年5月22日,国际著名学术期刊《美国科学院院刊》在线发表了日本山梨大学教授Teruhiko Wakayama的一篇研究论文,论文报道了研究组利用在国际空间站(ISS)保存了9个月的冷冻干燥的实验鼠精子,他们不仅通过人工授精培育出健康的“太空鼠”,还使其产下健康的后代。

2017年5月22日,国际著名学术期刊《美国科学院院刊》在线发表了日本山梨大学教授Teruhiko Wakayama的一篇研究论文,论文报道了研究组利用在国际空间站(ISS)保存了9个月的冷冻干燥的实验鼠精子,他们不仅通过人工授精培育出健康的“太空鼠”,还使其产下健康的后代。

如果美国宇航局(NASA)希望将人类送上火星,那么这趟旅行还有一个不可或缺的必备品:精子。各种各样的人类精子将能确保这个新殖民地的遗传多样性,这对健康的动物种群十分重要。但没人知道生殖细胞能否经得起宇宙辐射的破坏。“这十分重要。”未参与该研究的犹他州杨百翰大学生物学家Steven Peck说。

2013年,日本山梨大学教授Teruhiko Wakayama及其同事将12只小鼠的精子冻干后送入ISS。宇航员将这些标本储存在零下95摄氏度的冰柜中,存放了288天。在地球上,该团队也将取自同样小鼠的精子在同样温度下储存了同样时间。

2014年5月这些样本被带回地球。由于在ISS内受到的宇宙射线辐射量是地球上的约100倍,这些实验鼠精子大多出现了DNA损伤。研究人员利用这些从太空带回的精子培育出受精卵,获得了73只“太空鼠”,繁殖成功率和地球上保存同样时间的实验鼠精子几乎没有差异。

报告称,“太空鼠”的外观和寿命与普通实验鼠没有区别,而且“太空鼠”之间还可以正常繁殖,产出了健康的曾孙辈。而所有“太空鼠”及其后代的基因和普通实验鼠没有差别。

相关结果显示,DNA损伤在受精后被修复了。研究人员表示,这可能是来自卵子的DNA修复机能发挥了作用,但更长期保存在太空造成的损伤可能难以修复。未来他们还将利用在太空保存3至5年的精子开展同样实验,甚至尝试在太空中培育受精卵。

原文链接:

healthy offspring from freeze-dried mouse spermatozoa held on the International Space Station for 9 months

原文摘要:

If humans ever start to live permanently in space, assisted reproductive technology using preserved spermatozoa will be important for producing offspring; however, radiation on the International Space Station (ISS) is more than 100 times stronger than that on Earth, and irradiation causes DNA damage in cells and gametes. Here we examined the effect of space radiation on freeze-dried mouse spermatozoa held on the ISS for 9 mo at –95 °C, with launch and recovery at room temperature. DNA damage to the spermatozoa and male pronuclei was slightly increased, but the fertilization and birth rates were similar to those of controls. Next-generation sequencing showed only minor genomic differences between offspring derived from space-preserved spermatozoa and controls, and all offspring grew to adulthood and had normal fertility. Thus, we demonstrate that although space radiation can damage sperm DNA, it does not affect the production of viable offspring after at least 9 mo of storage on the ISS.

doi:10.1073/pnas.1701425114

作者:Teruhiko Wakayama 点击:

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