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2017-07-01太空凍存的精子成功培育出小鼠後代
571 期
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未來人們若想前往太空居住,需克服的其中一項問題為高空中的宇宙輻射及低重力是否會阻礙人類生育、受孕或引起胚胎異常發育。先前的實驗顯示送至太空站的魚及蠑螈等物種能進行生殖,但對於哺乳類的研究卻非常稀少,1980年代研究發現, 在太空中的公鼠精子數量會減少,但並未研究其精子的品質。
有鑑於此,最近日本山梨大學(University of Yamanashi)的和歌山彥(Teruhiko Wakayama)教授與研究團隊在2013年8月將12隻公鼠的精子經過冷凍乾燥後,一部分送上國際太空站(the International Space Station, ISS),保存在SpaceX太空艙-95℃ 的冷凍箱中,一部分則以相同的條件保存在地球上。9個月後,將精子送回地球進行實驗。
當精子送回地球後,研究團隊觀察發現精子裡的DNA有受損的現象,推斷因精子長期暴露在太空輻射下,其放射劑量比地球多100倍。不過實驗進一步將這些精子進行體外受精,再將受精卵移植至母體當中發育,結果發現不論是保存在太空中或地球上的精子皆能成功產下後代,且身體無任何顯著的缺陷。
加州勞倫斯柏克萊國立實驗室的生物學家瓦羅貝克(Andrew Wyrobek)表示雖然精子的DNA有遭受損害,但先前已知哺乳類動物的卵具有修復受損DNA的能力, 因此當精子與卵結合形成胚胎時,可能已修復了DNA的輻射損傷。
雖然這項實驗顯示在太空中保存精子孕育後代是可能實現的,不過先前的模擬研究也發現,在微重力環境下的小鼠及斑馬魚胚胎無法正常生育,這也代表即使在高度輻射的太空環境胚胎能成功形成,而牠們的生長卻可能會被重力的減少所阻礙,影響早期胚胎的存活。
研究團隊表示未來會嘗試將受精卵或小鼠胚胎送上太空,除了觀察是否會造成DNA的受損或產生身體缺陷外,也進一步觀察在微重力的環境下,是否會影響其生殖與存活。
Sayaka Wakayama et al., Healthy offspring from freezedried mouse spermatozoa held on the International Space Station for 9 months, PNAS, 2017.