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牛胚胎揭示了新型的染色體嵌合體

2019-01-22 09:30:23 ? 來源：

我經常想知道在卵子受精的時間和它變成子宮內膜的細胞球之間會發(fā)生什么。這是一個我們對發(fā)展生物學的黑盒子知之甚少的時期，因為對最早的人類胚胎進行觀察或做任何事情都是不受歡迎的。每當我在新版本的教科書中寫下以下段落時，我都會想到在第一次細胞分裂過程中可能出現(xiàn)的問題：

“健康嬰兒的出生是不利的。在每100個暴露于精子的卵子中，有84個受精。其中84個，69個植入子宮，42個存活一周或更長時間，37個存活6周或更長時間，僅31只是活著的。在沒有存活的受精卵中，大約一半有染色體異常導致發(fā)育過程太嚴重的問題。“

在最初幾天發(fā)生了很多問題。一個早期故障是如果兩個性別都沒有代表。盡管目前正在討論男性或女性的確切構成，但受精卵需要一個基因組來自女性，一個來自男性。一個未受精的卵子(技術上它不是卵子，直到受精)使其基因組加倍不能存活，一個失去自己基因組但從精子中獲得兩個卵子的卵形成一個稱為葡萄胎(又稱葡萄胎)的組織混合物可能包含也可能不包含任何胚胎部分。

其他事情可能發(fā)生，出乎意料的事情，并且在5月份的基因組研究報告中報道：胚胎可以有一些細胞，其中兩個基因組來自母本，一些細胞的基因組來自雄性。這有點像一群男女廣場舞伴侶分開并以包括一些同性伴侶的方式回來。魯汶大學分子細胞遺傳學和基因組研究教授Joris R. Vermeesch博士及其同事巧妙地配對技術，推斷出這些“異源”嵌合胚胎的存在和起源，這意味著“差異性親本起源”。

研究人員檢查了來自8只比利時藍牛和2只荷斯坦 - 弗里斯牛公牛的“合成輸卵管液”體外受精和培養(yǎng)產生的23個早期胚胎。一些細胞分裂產生了160個胚泡，這些空心的充滿液體的細胞球沿著子宮管向下蜿蜒移動到子宮內。研究人員對有代表性的卵裂球(單細胞)進行了取樣，并對它們進行了全基因組擴增和770,000個單核苷酸多態(tài)性(SNP)標記的基因分型，因為它們有8頭母牛和2頭公牛。

研究人員開發(fā)了一種名為haplarithmisis的技術，該技術通過SNP分析檢測拷貝數(shù)變異(每個染色體或特定DNA序列的拷貝數(shù))。CNV分析只是說23種人類染色體類型中的每一種都有相同的數(shù)量 - 它對染色體組的數(shù)量是盲目的。添加SNP基因分型顯示哪個父母貢獻了哪個染色體組。了解父母可以區(qū)分受精小故障與神秘的父母雙重異形。

過去，人們認為嵌合胚胎只來自那些受精毛刺：兩個精子桶進入卵子; 兩個非常早期的胚胎在一起隆起; 減數(shù)分裂后留下的一個錯誤的極體刺穿受精卵。但是這項新工作表明，不需要進行奇怪的施肥就可以產生不同的胚胎 - 它可能發(fā)生在正常的卵子 - 精子事件之后。男性基因組在一些細胞中翻倍，而在另一些細胞中則是女性，也許一些細胞仍然是來自兩個父母的正常二倍體。“這是對嵌合體起源的一種新穎的基本見解，這是一種非常罕見的人類病癥，可導致出生缺陷，”Vermeesh博士說。23個胚胎中只有6個具有所有正常細胞。“驚人的39%的胚胎(9/23)含有具有全基因組異常的卵裂球” - 染色體組的缺失或缺失。其中三分之二有額外的染色體組，30%有損失，3%有一個父母的所有DNA。

SNP模式表明哪些父母為胚胎貢獻了哪些基因組。各種各樣的異?，F(xiàn)象都出現(xiàn)了。一個8細胞胚胎有兩個細胞，其中有“父系基因組的分散片段，沒有母系遺傳的DNA”。顯然，即使蛋的基因組離開了城鎮(zhèn)，來自精子的DNA仍在進行復制。另一個正常受精卵已分裂成三個細胞系：一個染色體正常，一個具有雙倍劑量的母體基因組，另一個具有雙倍劑量的父本基因組。僅在癌細胞和某些昆蟲和甲殼類動物的細胞中已知三分。但顯然它也可能在正常受精后發(fā)生。

“奇跡”不在科學詞典中。但是，從染色體上講，為了在產前發(fā)育的過程中發(fā)動胚胎，我發(fā)現(xiàn)，每100個受精卵中就有31個健康嬰兒出生，這令人驚訝。

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