研究人員發(fā)現(xiàn)與小鼠性別比例和男性生育能力有關(guān)的基因

準(zhǔn)父母中最近的趨勢之一是所謂的性別揭露，這是一個用粉紅色或藍(lán)色蛋糕參加的聚會，回答了一個迫切的問題：“是男孩還是女孩?” 畢竟，假設(shè)您有一個50-50的機(jī)會會擁有一個或另一個。在《當(dāng)前生物學(xué)》上發(fā)表的一篇新文章中，密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)系的研究人員研究了性染色體，發(fā)現(xiàn)至少在小鼠中使假定的比例偏向某一種性別的基因發(fā)生了偏差，并且可能對男性不育癥產(chǎn)生重大影響。

已知有少數(shù)男性不育的基因，但仍然有很多未知數(shù)。

在首席研究員雅各布·穆勒(Jacob Mueller)實驗室工作的克魯格和他們的同事一直在研究X和Y染色體-通過精子傳遞到卵中以確定子代的性別-跨物種和跨物種數(shù)百萬年的演變。

克魯格解釋說，性染色體是獨特的，因為它們曾經(jīng)是同一對染色體，但它們獨立地進(jìn)化出不同的基因集。在檢查小鼠性染色體后，他們發(fā)現(xiàn)了兩個最近進(jìn)化的X連鎖基因家族，它們僅在小鼠中被發(fā)現(xiàn)。有趣的是，這些基因也存在多個拷貝。為了弄清楚基因的作用，克魯格的團(tuán)隊使用CRISPR和其他技術(shù)從一些小鼠的基因組中刪除了它們。

去除一個X連鎖基因家族的所有拷貝后，產(chǎn)生的小鼠的后代傾向于以60-40的比例偏向雄性。這種差異并不是攜帶更多Y精子的結(jié)果-小鼠中X和Y精子的數(shù)量保持不變。“這向我們表明，該基因正在影響X精子與Y精子的相對適應(yīng)性，但我們不知道如何。含Y精子的游動速度更快或更直線，我們尚不知道，”克魯格說。

接下來，研究小組決定增加兩個X連鎖基因家族的拷貝數(shù)，以更好地理解為什么存在多個拷貝。他們復(fù)制了基因組的這些區(qū)域，而且令人驚訝的是，這也使性別比偏離了60-40，只是這次是為了雌性后代。

克魯格說，這些X連鎖的基因家族似乎是攜帶X的精子健康的“表盤”。有趣的是，Y染色體上的相關(guān)基因家族也以多個拷貝存在，并且可能在含Y精子中起類似作用。她說，在其他使用果蠅的實驗中也觀察到了相同的性別偏向，盡管很難觀察到，但人類中可能存在類似的現(xiàn)象。“我們認(rèn)為這些基因的來回復(fù)制是一種X和Y染色體之間的進(jìn)化軍備競賽，這種競賽已經(jīng)進(jìn)行了超過2000萬年，以保持50-50的男女比例。”

除了它們的性別比例效應(yīng)外，這兩個基因的一個重要特征是它們的完全去除會導(dǎo)致雄性小鼠不育。

具體而言，刪除兩個X連鎖基因家族的所有副本可防止雄性小鼠產(chǎn)生精子;他們無法將圓形細(xì)胞轉(zhuǎn)化為帶有我們認(rèn)為是精子的頭和尾的細(xì)長細(xì)胞。

克魯格說，

并非必須發(fā)生許多細(xì)胞過程。我們希望這種模式將使我們對精子生產(chǎn)的發(fā)展過程有更好的了解。”

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