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Cell子刊:跳躍基因?qū)β炎拥闹匾?/h2>
2014-05-30 16:50 閱讀:969 來源:生物通 責(zé)任編輯:潘樂樂
[導(dǎo)讀] 女性一生中只能生產(chǎn)幾百個(gè)卵子,這些寶貴卵子中的遺傳學(xué)損傷當(dāng)然是越少越好。日前,Carnegie科學(xué)研究所的Alex Bortvin和博后Safia Malki深入解析了胚胎發(fā)育時(shí)期的卵子篩選過程,轉(zhuǎn)座子在這一過程中扮演了重要的角色。這項(xiàng)研究提前發(fā)表在Developmental Cell雜

    女性一生中只能生產(chǎn)幾百個(gè)卵子,這些寶貴卵子中的遺傳學(xué)損傷當(dāng)然是越少越好。日前,Carnegie科學(xué)研究所的Alex Bortvin和博后Safia Malki深入解析了胚胎發(fā)育時(shí)期的卵子篩選過程,轉(zhuǎn)座子在這一過程中扮演了重要的角色。這項(xiàng)研究提前發(fā)表在Developmental Cell雜志的網(wǎng)站上。

    胎兒發(fā)育時(shí)期的卵子篩選是最為嚴(yán)格的,女嬰在出生之前就會(huì)失去其未成熟卵子的80%。類似的現(xiàn)象廣泛存在于靈長(zhǎng)類、鼠類和一些脊椎動(dòng)物,說明卵子篩選已經(jīng)在進(jìn)化進(jìn)化史中存在了很長(zhǎng)一段時(shí)間。盡管這種機(jī)制很古老,但人們一直不明白卵子篩選是如何進(jìn)行的。

    Bortvin的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),胎兒時(shí)期的卵子死亡與被稱為“跳躍基因”的轉(zhuǎn)座子元件有關(guān)。隨著卵子的發(fā)育,轉(zhuǎn)座子逐漸獲得了移動(dòng)能力,在卵子的DNA之中跳來跳去,形成新的突變。研究顯示,一種名為L(zhǎng)INE1的轉(zhuǎn)座子元件最容易在哺乳動(dòng)物的卵子中激活。

    跳躍基因?qū)τ?*和卵子的破壞性特別大,因?yàn)?*和卵子中的許多遺傳物質(zhì)都是健康發(fā)育所必需的。此前的研究顯示,雄性動(dòng)物的精細(xì)胞會(huì)抑制轉(zhuǎn)座子的移動(dòng),將突變降到最低,以保證高水平的**生產(chǎn)。然而Bortvin和Malki發(fā)現(xiàn),雌性小鼠允許轉(zhuǎn)座子移動(dòng),但在雌性小鼠出生之前,突變最多的卵子就會(huì)被去除。研究團(tuán)隊(duì)指出,在這種大清洗之后,生存下來的都是突變相對(duì)較少的卵子。

    研究顯示,未成熟卵子的大清洗必須保持一個(gè)微妙的平衡。這一過程太嚴(yán)格會(huì)導(dǎo)致過多卵子被清除,生存下來的卵子太少,進(jìn)而影響生育能力。若是篩選不夠嚴(yán)格,又會(huì)允許含有大量錯(cuò)誤的卵子存活,提高后代出現(xiàn)出生缺陷的幾率(例如染色體數(shù)異常)。

    “我們發(fā)現(xiàn),新生女嬰的卵巢中就已經(jīng)含有優(yōu)質(zhì)卵子和有缺陷的卵子(導(dǎo)致唐氏綜合癥或流產(chǎn)),”Bortvin說。“優(yōu)質(zhì)卵子先排卵,異常卵子往往較晚排出。”

    研究人員還發(fā)現(xiàn),能抑制HIV增殖的藥物AZT,也能改變未成熟卵子中的跳躍基因活性。這種藥物對(duì)LINE1轉(zhuǎn)座子特別有效。這說明藥物治療可以提高未成熟卵子的數(shù)量和質(zhì)量。

    未成熟卵子雖然遭遇了大清洗,但塞翁失馬焉知非福。跳躍基因雖然具有破壞力,但它們引發(fā)的突變也會(huì)成為進(jìn)化的動(dòng)力,令物種更加適應(yīng)多變的環(huán)境。雌性哺乳動(dòng)物通過控制轉(zhuǎn)座子引入的突變,為自己的后代提供了最佳的生存機(jī)會(huì),幫助它們面對(duì)這個(gè)充滿危險(xiǎn)和未知性的世界。


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