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Nature子刊:跳躍的基因威脅卵細胞質量

2020/1/17 14:23:37??????點擊:

女性的卵細胞供應是有限的,因此確保其遺傳物質的質量至關重要。來自美國卡內基研究院的Marla Tharp,Safia Malki和Alex Bortvin等人在最新一樣研究中發現了一種機制,表明通過該機制,即使在出生前,人體也試圖消除質量最差的卵細胞。

這一研究發現公布在Nature Communications雜志上。

“某些生物會產生大量后代,其中許多不能存活到成年;這些物種中的雌性在整個生殖過程中會不斷產生新的卵細胞。但是在哺乳動物中,雌性天生具有固定的卵子供應,很少產生后代。因此,每個卵子都是珍貴的商品,需要進行質量控制以確保孩子的健康?!?/span>

50年前,科學家們就知道在胎兒發育過程中,通過稱為胎兒卵母細胞消耗(fetal oocyte attrition,FOA)的過程,雌性哺乳動物最初的潛在卵細胞池中有多達80%被消除。這種現象在所有研究過的哺乳動物中都得到了保留,但是盡管其起源很久,但有關這一過程的許多事情仍然是神秘的。Bortvin和他的團隊在最新研究中發現FOA靶向質量下降的卵細胞。

先前的研究表明,胎兒發育過程中潛在卵細胞的這種消除與稱為LINE-1的轉座因子或“跳躍基因”有關。

最初卡內基研究院的生物學家Barbara McClintock發現,跳躍基因可以在細胞的DNA中移動,經常破壞基因,但有時也可以引入遺傳創新來改善物種的生存。

Bortvin的研究小組以前的研究證明,在精子生產過程中,跳躍基因被消除了,但在卵子發育過程中卻沒有。他們的理論是,通過跳躍基因LINE-1清除具有最大活性的細胞,可以使不成熟卵細胞選擇性存活,而這些卵細胞最有可能屈服于跳躍基因。

的確,研究發現,阻止HIV和LINE-1繁殖的藥物AZT可以暫時阻止未成熟卵細胞的死亡。該觀察結果表明,存在不止一種機制來檢測和消除具有過量LINE-1活性的卵細胞。

研究小組將這一想法推向了下一個階段,他們通過在缺乏一種名為Chk2的蛋白質的小鼠中使用AZT擴大了研究范圍,該蛋白質可檢測DNA損傷,并對其進行修復,或標記包含這種遺傳物質細胞。當AZT抑制LINE-1跳躍基因,并且通過突變使Chk2蛋白無效時,卵細胞的儲備增加了。

Tharp解釋說:“此外,以這種方式關閉胎兒卵細胞消除過程并沒有降低生育能力?!?“這提供了進一步的證據,表明這是試圖保持可用卵子供應量的質量控制過程?!?/span>

接下來還需要更多的工作來確定這些發現是否可以通過增加婦女的總卵子供應,來幫助治療由于卵巢早衰引起的不孕癥。


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