精液研究表明，精子在進(jìn)入生殖道時(shí)會(huì)改變貨物 - 這種差異會(huì)對(duì)生育產(chǎn)生影響

吃得不好，你的身體會(huì)記住 - 并可能將后果傳遞給你的孩子。在過(guò)去幾年中，越來(lái)越多的證據(jù)表明，精子可以記錄父親的生活方式?jīng)Q定，并將這件行李轉(zhuǎn)移給后代。今天，在兩項(xiàng)補(bǔ)充研究中，科學(xué)家告訴我們?nèi)绾巍?/p>

當(dāng)精子穿過(guò)雄性生殖系統(tǒng)時(shí)，它們會(huì)拋棄并獲得在射精前從根本上改變精子的非遺傳物質(zhì)。這些修改不僅傳達(dá)了父親目前的幸福狀態(tài)，而且還會(huì)對(duì)未來(lái)后代的生存能力產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

每年，超過(guò)76000子女出生為輔助生殖技術(shù)，其中大部分涉及一些類型的結(jié)果體外授精(IVF)。這些程序?qū)⒙炎雍途咏Y(jié)合在人體外，然后將產(chǎn)生的受精卵 - 胚胎 - 轉(zhuǎn)移到女性的子宮中。存在IVF的多種變異，但在某些情況下涉及男性不育 - 例如，掙扎游泳精子的精子必須通過(guò)外科手術(shù)從睪丸或附睪中提取，這是一條長(zhǎng)而曲折的導(dǎo)管，可以支撐每個(gè)睪丸。

精子在睪丸中產(chǎn)生后，他們開(kāi)始通過(guò)蜿蜒的附睪進(jìn)行慘痛的旅程 - 在人類男性中，當(dāng)他們?cè)谌ネ鶅?chǔ)存的途中展開(kāi)時(shí)，他們的長(zhǎng)度約為6米。精子在附睪中游蕩約兩周;只有在這條道路的盡頭，他們才會(huì)充滿活力。因此，雖然“成熟”的精子基本上可以傾倒在等待的卵子上，并且可以合理地期望實(shí)現(xiàn)受精，但是從睪丸和附睪中提取的精子必須用非常細(xì)的針頭直接注射到卵子中。無(wú)論精子來(lái)源如何，這些技術(shù)都是在四十年成功的手術(shù)過(guò)程中產(chǎn)生了健康的嬰兒。

但科學(xué)家們知道基因不是整個(gè)包裝。在一生中，我們的基因組保持原樣。然而，如何，何時(shí)以及為什么遵循遺傳指令可以在不改變手冊(cè)本身的情況下大幅度地改變 - 就像擺弄揚(yáng)聲器上的音量而不接觸內(nèi)部的布線一樣。這種被稱為“表觀遺傳學(xué)”的現(xiàn)象有助于解釋為什么類似環(huán)境中的基因相同的個(gè)體，例如雙胞胎或?qū)嶒?yàn)室老鼠，仍然可以以非常不同的方式看待和行動(dòng)。飲食或壓力之類的東西能夠上下起伏我們的基因體積。

表觀遺傳工具包中最強(qiáng)大的成員之一是一類稱為小RNA的分子。小RNA可以隱藏來(lái)自執(zhí)行其指令的細(xì)胞機(jī)器的遺傳信息，有效地使重影基因不存在。

如果他的表觀遺傳元素進(jìn)入胚胎，父親行為的遺產(chǎn)甚至可以存在于他的孩子身上。例如，經(jīng)歷壓力的父親所生的老鼠可以繼承創(chuàng)傷記憶的行為后果。此外，不太理想的飲食的老鼠爸爸可以將難以理解的新陳代謝傳遞給他們的孩子。

Upasna Sharma和ColinConine都在馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)教授Oliver Rando的領(lǐng)導(dǎo)下工作，他們是2016年報(bào)告此類研究結(jié)果的研究人員。在他們的工作中，Sharma和Conine指出，在小鼠中，未成熟的睪丸精子含有與成熟精子相同的DNA，未成熟精子傳遞不同的表觀遺傳信息。事實(shí)證明，精子小RNA經(jīng)歷了睪丸后的更新，在制造之后，但在它們離開(kāi)身體之前就已經(jīng)獲得了父親身體健康(或缺乏)的情報(bào)。然而，這些額外的小RNA搭便車的確切進(jìn)站仍然未知。

為了解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，領(lǐng)導(dǎo)這兩項(xiàng)新研究中的第一項(xiàng)的夏爾馬決定追蹤小鼠精子中小RNA的組成，因?yàn)樗鼈兲与x睪丸并在附睪中巡航。她和她的同事從小鼠身上分離出幾個(gè)不同年齡的精子，包括那些即將從睪丸中出現(xiàn)的精子，那些進(jìn)入附睪早期的人和附睪后期的精子。Sharma驚訝地發(fā)現(xiàn)許多小RNA似乎在進(jìn)入早期附睪時(shí)被丟棄或被破壞;然后，新騰出的精子重新獲得了表觀遺傳的知識(shí)分子，它反映了父親的存在狀態(tài)，在他們離開(kāi)后期附睪的時(shí)候吹噓全套。

小RNA重新獲取只有一個(gè)可能的來(lái)源：附睪細(xì)胞 - 這意味著精子外的細(xì)胞將信息傳遞給后代。

“[附睪]是體內(nèi)研究最少的器官，”蘭多說(shuō)，他是這兩篇論文的資深作者。“事實(shí)證明，沒(méi)有人想到的這種管在繁殖中發(fā)揮著重要作用。”

為證實(shí)附睪是罪魁禍?zhǔn)?，Sharma的團(tuán)隊(duì)在附睪中的一組小RNA中添加了化學(xué)標(biāo)記物并追蹤它們的遷移。正如他們所懷疑的那樣，微小的RNAs從附睪細(xì)胞中脫落并與精子融合。然后，每個(gè)隱形游泳運(yùn)動(dòng)員都將這些表觀遺傳元素一直帶到最后與卵子結(jié)合。

似乎沿著生殖道不同點(diǎn)的精子具有相同的遺傳，但不是相同的表觀遺傳學(xué)。這個(gè)差異大到重要嗎?科林·康納，率領(lǐng)第二名在兩項(xiàng)新研究中，接下來(lái)測(cè)試的是，如果使用未成熟的精子會(huì)對(duì)小鼠的后代產(chǎn)生明顯的影響。他和他的同事從睪丸，早期附睪和晚期附睪中提取精子，并將它們注入卵子。所有三種類型的精子都能夠使卵子受精。然而，當(dāng)Conine將得到的胚胎轉(zhuǎn)移到小鼠替代物中時(shí)，沒(méi)有一個(gè)來(lái)自早期附睪精子 - 缺乏大多數(shù)小RNA的中間階段 - 植入子宮。這群人中最不成熟和最成熟的精子都是獲勝者 - 但不知何故，中間的精子都在燃燒，盡管他們的所有基因都是完整的。

這對(duì)所有參與者來(lái)說(shuō)都是令人困惑的。“這個(gè)中間破碎階段非常令人驚嘆，”Rando說(shuō)。