不孕癥 - 難以懷孕或懷孕 - 可能會(huì)帶來很高的經(jīng)濟(jì)和情感代價(jià)。經(jīng)歷不孕癥的夫婦可能會(huì)采取更昂貴和壓力更大的程序，例如體外受精，同時(shí)經(jīng)歷失望，悲傷甚至羞恥。

這種負(fù)擔(dān)影響了許多人：美國衛(wèi)生和人類服務(wù)部以及美國疾病控制和預(yù)防中心估計(jì)，美國約有600萬女性和400萬男性患有某種形式的不孕癥。其中，約50%的病例被認(rèn)為是由遺傳因素引起的。現(xiàn)在，新的研究技術(shù)正在深入了解不孕癥的遺傳根源。

本月 8月基因組研究報(bào)告在美國國家科學(xué)院院刊上進(jìn)行的一項(xiàng)研究開始解讀不孕癥的復(fù)雜遺傳圖譜，在研究人員稱之為基因調(diào)查和基因編輯技術(shù)“反向遺傳學(xué)方法。”

繁殖是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。它涉及激素和身體部位的編排，這些激素和身體部位的作用是創(chuàng)造卵子或精子細(xì)胞，這些卵子包裹著我們的DNA，即構(gòu)成我們20,000個(gè)基因的遺傳物質(zhì)，傳遞給我們的孩子?；蚪M由DNA組成，并組織成基因，這些基因是DNA的一小部分，就像食譜一樣告訴我們的細(xì)胞如何生長和發(fā)揮作用。

這個(gè)涉及特定基因子集的錯(cuò)綜復(fù)雜的過程有時(shí)會(huì)失敗并導(dǎo)致不育。以前的遺傳學(xué)研究在尋找導(dǎo)致不育癥的基因或突變方面取得了有限的成功。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，Drs。紐約伊薩卡康奈爾大學(xué)的Priti Singh和John Schimenti決定倒退。他們使用一種新穎而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩喙荦R下的方法來研究人類不育的可能遺傳原因，他們重建了小鼠的不育癥，這種小鼠的遺傳基因與人類大約相同，只有85%。

研究人員首先研究了一個(gè)在人類中觀察到的大型基因突變數(shù)據(jù)庫。他們將搜索限制在減數(shù)分裂過程中活躍的基因中發(fā)現(xiàn)的不常見突變，這是我們的身體準(zhǔn)備我們的卵子或精子細(xì)胞的過程。然后，該團(tuán)隊(duì)將數(shù)據(jù)庫中的潛在重要突變列表插入專用軟件，預(yù)測(cè)突變是有害還是良性。利用該軟件的結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)在四種可能導(dǎo)致不育的基因中選擇了四種可能的有害突變。他們?nèi)匀幌Ｍ趯?shí)時(shí)模型中檢查這些計(jì)算機(jī)結(jié)果。

為了做到這一點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)利用一種名為CRISPR-Cas9的新基因編輯技術(shù)培育了具有模擬人類已知突變的特定突變的小鼠，這種技術(shù)就像生物剪刀一樣，可以編程在特定點(diǎn)切割DNA。CRISPR-Cas9系統(tǒng)提供待插入的突變DNA的小拷貝，當(dāng)細(xì)胞修復(fù)引入的DNA切割時(shí)，通常將其摻入。知道了這一點(diǎn)，研究人員設(shè)計(jì)了一條帶有已知人類突變的DNA新條帶，例如：小鼠基因中的人類突變。

然后研究小組培育出對(duì)新基因突變檢測(cè)呈陽性的小鼠，以確定這些突變是否有害。他們發(fā)現(xiàn)四種突變中的一種導(dǎo)致不育。這意味著在某些情況下，不孕癥可能是單基因突變的結(jié)果。

這似乎不合邏輯。畢竟，如果有不育基因的突變，怎么會(huì)有孩子?對(duì)此的一種可能解釋是某些基因僅在產(chǎn)蛋中起作用，而其他基因僅在精子產(chǎn)生中起作用。該團(tuán)隊(duì)提出，父親可以傳遞女性不育基因突變，反之亦然。

這項(xiàng)研究的另一個(gè)結(jié)果是，它證明CRISPR-Cas9可以幫助科學(xué)家確定與病癥相關(guān)的基因是否確實(shí)導(dǎo)致了這種情況。然后，該工具可應(yīng)用于任何基因及其突變，為遺傳學(xué)研究人員提供了研究遺傳條件的強(qiáng)大而精確的工具。

與先前使用敲除小鼠的研究不同，這種方法使整個(gè)基因失去功能，這種方法通過在基因中引入單一變化來查看基因功能如何變化，從而提供更詳細(xì)的功能視圖。這是刪除食譜中的食譜和將食譜文本中的單個(gè)字符從一茶匙小蘇打更改為零茶匙之間的區(qū)別。在第一次，面包師不能再烤香蕉面包; 在后者中，面包可以制作，但不會(huì)上升。

現(xiàn)在已知這種特定的變化可能導(dǎo)致小鼠不育，其他研究人員可以進(jìn)行更詳細(xì)的遺傳學(xué)研究，看看特定的突變是否實(shí)際上出現(xiàn)在不育癥患者身上。此外，用于產(chǎn)生這些結(jié)果的方法可以幫助研究人員和臨床醫(yī)生找出導(dǎo)致超出不育癥的復(fù)雜病癥的遺傳因素。