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基因印记和“辉夜姬”
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《幼学琼林·夫妇》有云：“孤阴则不长，独阳则不生，故天地配以阴阳。”高等动物的有性生殖，必须由雄性的精子和雌性的卵子结合形成受精卵，才能发育为后代。在自然状态下，同性哺乳动物之间不可能产生后代，即使研究者把两个精子或者两个卵子整合在一起，也无法正常发育。
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“孤阴不长，独阳不生”的根源，在于基因印记（genomic imp-rinting）。精子和卵子成熟的时候，染色体就会通过表观遗传机制，给一些基因打上印记（比如甲基化、乙酰化等），抑制它们进行表达，而精子和卵子被抑制表达的基因不同，所以精子必须和卵子结合，让彼此所缺的基因得到互补，才能保证受精卵正常发育。如果同性生殖细胞结合，结合而成的细胞就会因为缺了某些基因，无法正常发育。
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然而，这个同性间的生殖壁垒在2004年首次被打破。日本东京农业大学的河野友宏教授对雌性小鼠进行了基因改造，让小鼠的卵子删除雌性印记基因并表达雄性印记基因，表现出类似精子的遗传印记，然后让改造后的卵子和普通卵子结合发育成正常胚胎，培育出世界首只孤雌生殖（parthenogenesis）的小鼠。这只孤雌小鼠被命名为“辉夜姬”，与日本神话中诞生于竹子中的仙女同名。“辉夜姬”成年后，还正常产下了健康的幼仔。
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毕竟“仙凡有别”，“辉夜姬”的寿命比普通小鼠更长，体型也更娇小。这说明制造孤雌小鼠所用的基因改造卵子和精子还是有所差别的，精子中可能含有某些未知物质，能使生物体型变大且短寿。
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孤雄生殖
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虽然“辉夜姬”开启了哺乳动物孤雌生殖的先河，孤雄生殖（androgenesis）技术却远远落后，原因就是改变精子遗传印记远比改造卵子困难，无数科学家都在这一关折戟沉沙。
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时间到了2012年，中科院动物研究所的周琪课题组把小鼠精子注入去核的卵子，得到了孤雄单倍体干细胞（androgenetic haploid embryonic stem cell，ahESC）。这种干细胞在培养一段时间后，雄性印记会逐渐弱化。这一研究为培育孤雄小鼠带来了一丝曙光，但一个重大问题仍然拦在研究者面前：孤雄单倍体干细胞即使弱化了雄性印记，也要去除多个雄性印记，才能表现出类似卵子的特征。
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在多次尝试之后，周琪课题组和李伟课题组、胡宝洋课题组去掉了小鼠孤雄单倍体干细胞的7个雄性印记，把一批改造后的孤雄单倍体干细胞与精子结合形成类似受精卵的干细胞，然后把这些细胞移植到雌鼠子宫里发育为胚胎，诞下了活着的孤雄小鼠。此时已是2018年，离“辉夜姬”的出生已经过去了14年，离孤雄单倍体干细胞的问世也过去了6年，可见孤雄生殖技术的不易。
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但这批孤雄小鼠无法完全复制“辉夜姬”的成功，研究人员煞费苦心培育出来的孤雄胚胎多数肿胀畸形、胎死腹中，能活到出生的只是极少数，而出生的小鼠也多数肿胀、早死，最长存活时间也不过两天。
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尽管耗时良久、技术复杂、成功率低，孤雄生育技术还是得到了举世关注。除了这是“前无古人”的技术突破，该技术还有另一个重要意义：研究者为了培养孤雄小鼠，大大提高了去除基因印记的技术，这个操作具有重大的临床价值。
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贝威二氏综合征（Beckwith-Wiedemann syndrome）是一种罕见病，患者体型巨大、内脏肥大、巨舌、腹壁有缺陷，而且易患低血糖、癌症等疾病。这种疾病与生俱来，应该属于遗传病，但多数患者的家族从未出现此类疾病，又不像是致病基因引起的。
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1993年，科学家发现普通人的常染色体中携带有两个IGF-2同源基因，这两个同源基因分别来源于父母，其中父系来源的IGF-2基因正常表达，而母系来源的IGF-2基因则在基因印记的作用下被抑制表达。贝威二氏综合征患者体内的母系IGF-2基因印记丢失，使IGF-2基因双倍表达，导致了此疾病的发生。
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罗素银综合征（Silver-Russell syndrome）也属于基因印记导致的罕见病，这种病与贝威二氏综合征刚好相反，父系的IGF-2基因也被打上了基因印记，两个IGF-2基因都不表达，导致患者生长迟缓、体型矮小。
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此外，还有多种罕见病、精神疾病、癌症都是基因印记引起的。这类基因印记相关疾病目前仍难以根治，但如果基因印记相关技术足够发达，便可去除或者添加基因印记，把患者异常的基因印记调整到正常状态，让患者彻底康复。
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虽然孤雄生殖技术仍不完美，但它的副产物——基因印记去除技术在临床上却大有前途。在科研路上，有时不需要对既定目标过于执着，多留意一下工作中的种种小发现，也许这背后隐藏着大惊喜。
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在生物世界里，生存的核心意义就是基因的传递，性是这个传递的核心要素之一。我们对性的研究逐步深入，开始理解其复杂现象的本质恰是外界环境在基因层面的映射：生命本无性，演化自扰之。
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参考文献
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