同性别的人可以孕育后代吗？这听起来像天方夜谈，不过现在有些技术已经让同性生殖不再遥远。尽管离实际应用还有一段距离，但这些技术至少能让许多同性伴侣看到希望：拥抱遗传学上属于彼此的孩子。
来源丨Discover magazine
撰文丨Roni Dengler
翻译丨杨心舟
Cara Gormally的受孕过程让她一直笼罩在阴郁的氛围中，她本人非常想要一个孩子，而她和同性伴侣所要面对的唯一困难，就是选择合适的精子捐赠来源。她们在寻找捐赠者的阶段还比较轻松，但接下来，Gormally的受精过程变得艰难起来，她每个月都会由于受精失败而变得沮丧和失落。“这一过程中，随机因素太多了，我们只能凭运气。”她表示。经济和生理上的双重重压让她身心俱疲。
但这还不是最难的部分，她和妻子已经接受一个事实，那就是无论她们多渴望要一个孩子，从生物学上来说，这孩子都不会和Gormally的妻子有任何血缘关系。
“一想到孩子从遗传学上来说不是来自我们俩，我就会非常伤心，”Gormally表示，“我希望能突破这种生物学上的不可能。”
现在，一系列新技术可能有潜力改变这种不可能，让同性伴侣也能像异性伴侣一样获得融合两人遗传基因的孩子。
同性生殖的最大阻碍
哺乳动物体内的绝大多数细胞都带有两组染色体。其中一组来自父亲，一组来自母亲。不过精子和卵子属于特例，只带有一组染色体。当卵子受精后，受精卵又会重新拥有两组染色体。
对于Goamally和妻子这样的同性伴侣来说，阻碍她们获得两人共同结晶的最大阻碍就是基因组印记。这些印记会在父母的DNA上带上不同的标记，并且同时传递给自己的后代。这样的目的是为了让某些基因只通过母源或父源一方的DNA表达。如果这一过程出了差错，则可能会导致流产、后代出现发育缺陷和癌症。
在精子和卵子中，染色体上特定的印记基因会被沉默或者重写，无论这条染色体之前是来自父亲还是母亲。 Jay Smith/Discover
在DNA执行基因印记过程中，母亲一方不同区域的部分标记会关闭特定基因的表达，因此这段基因就只能依赖父亲提供的DNA来表达，反之亦然。（当然并不是所有的印记都会关闭基因表达，有些也会激活基因）。这就是同性伴侣想获得小孩最大的困难，如果用的都是来自女性或男性的DNA，那么某些区域的基因就可能都是关闭的，这样胎儿不可能正常发育。
“我们无法保证正常发育所需的所有基因都处于开启状态，除非胚胎同时接受了父源和母源的遗传物质。” Marisa Bartolomei表示，她是宾夕法尼亚大学的遗传学家，正是她在小鼠中发现了第一个印记基因。
科学家大约在30多年前就在哺乳动物中发现了基因组印记，在上世纪80年代的实验中，研究人员尝试移除了小鼠受精卵中来自母亲或父亲的基因组，然后再往这个受精卵中加入一套基因组，最后变成全部是母源基因组或者父源基因组的胚胎。这种受精卵可以使小鼠怀孕，但胚胎都无法发育存活。
这些实验说明，胚胎的正常发育离不开父母双方的遗传物质。并且父母双方的DNA在某些方面可能表达得并不一样。而后续还有实验还发现，如果小鼠胚胎某段区域的一对DNA拷贝都来自同一方（而不是父母各提供一条拷贝的话），那么小鼠的发育过程就会出现不同。
比如有一段基因可以控制小鼠长出发夹一样的尾巴。当研究人员将母源DNA上相关的基因区域删除时，小鼠胚胎会长得更大，并且在发育中途死亡。而将父源DNA上相关基因区域删除时，基本上不会对小鼠发育产生影响。
随后的30年里，研究人员发现了越来越多的印记基因（他们估计应该有100~200种这样的基因）以及可以沉默这些基因表达的标记。这一过程中，科学家也发现这些印记基因会和人类的发育紊乱有关，他们也意识到，同性伴侣想要获得遗传学上的后代，最大的困难就在这里。
冲破阻碍
在2018年10月，科学家在小鼠中打破了这种不可能。中科院动物研究所的李伟课题组在删除了一些印记基因区域后，让两只雌性小鼠获得了健康的后代。他们也在两只雄性小鼠中进行了尝试，但两只雄性小鼠获得的胚胎在出生数天后就死亡了。尽管在两只雄性鼠中没有成功，李伟仍然很乐观：“这项研究向我们展示了一些可能性。”
为了打破印记基因的阻碍，李伟和同事选择了一只雌鼠提供胚胎干细胞，并用CRISPR/Cas9技术将一些基因区域删除。之后它们将编辑过的胚胎干细胞注入了另一只雌鼠的卵子中，最后由代孕鼠负责孕育胚胎，并产下后代。
在这项实验的前两年，李伟课题组就已经在同性小鼠生育后代的实验中获得了一些成功。当时他们删除了2个印记基因区域，这些由两只雌性小鼠孕育的后代仍然可以活到成年，并拥有自己的后代，但它们会出现一些生长缺陷。平均来说，由两只雌鼠孕育的后代要比雌雄小鼠生育的轻20%，而在2018年的这项研究中，他们删除了第3个印记基因区域后，小鼠能正常地生长了。
但是科学家现在还无法在两只雄鼠身上重复这个结果，相关的实验难度也比两只雌鼠要大。他们发现，如果要让两只雄鼠拥有遗传学上的共同后代，需要删除的印记基因区域可能是两只雌鼠的两倍。因此，在李伟的研究中，他一共删除了7个印记基因区域才成功地让两只雄鼠获得了后代。
尽管千辛万苦让它们获得了后代，但存活的小鼠数量屈指可数。只有2.5%的胚胎会开始发育，0.5%的小鼠能存活两天，没有小鼠活到了成年。
“目前，两只雄性小鼠产生健康的后代还是做不到，我们需要克服更多的阻碍才能保证这些小鼠在出生后能够存活下来，”李伟表示，“出生率越低，越能说明两雄生殖中有一些未知的障碍在阻止胚胎发育。”
相对地，两雌生殖的情况就要好很多。它们产生的后代可以活到成年，还能再次与其他雄鼠交配产下自己的孩子。并且行为上也与其他小鼠一样，没有不同。就他们的研究来说，两雌生殖获得的小鼠和实验室其他小鼠一样健康。
“这并不意味着这些小鼠各个方面都是正常的，”李伟特别提醒到，“在严格限制的实验条件和数量有限的动物下，我们无法检测到所有方面的问题。”当然，尽管这项实验在小鼠中获得了成功，并不意味着能够提供给人类使用。“在进行人体试验之前，再多的安全和风险性考虑都不为过，”尤其是两雄生殖，就现在的技术来说，两只雄鼠产生的后代会非常不正常，也存活不了。
由于两雌生殖看起来更有希望，他们现在正准备将相关的技术应用到猴子中。如果能在猴子中成功，就意味着同性生殖离人类又更近了一步。
另一种希望
尽管上面的研究令人鼓舞，但是像Gormally和她伴侣一样的人现在还是无法用得上这种技术。不过，这也不是同性伴侣唯一可以指望的方法，另一项被称作“体外配子发育”（IVG）的技术也许是他们的第二种选择。
科学家可以利用IVG技术将身体的其他类型细胞转变成卵子或者精子。并且已经有生物学家尝试了IVG，将成人的皮肤细胞重编程成干细胞，之后再对其促分化，使这些干细胞分化成卵细胞或者精子。