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      沒有任何Y染色體基因的雄性小鼠可以在輔助生殖后產(chǎn)生后代
      
			
      
				2019-01-31 15:05:26
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      Y染色體是雄性的象征，僅存在于雄性中并且編碼對雄性繁殖很重要的基因。但是一項新的研究表明，使用沒有任何Y染色體基因的雄性生殖細胞可以輔助生殖生成活鼠后代。這一發(fā)現(xiàn)為Y染色體基因功能和進化的討論增添了新的亮點。它支持Y染色體基因可以被其他染色體編碼的基因取代的假設(shè)。
      

      沒有任何Y染色體基因的雄性小鼠可以在輔助生殖后產(chǎn)生后代
      

      兩年前，由夏威夷大學John A. Burns醫(yī)學院生物發(fā)生研究所教授Monika A. Ward領(lǐng)導的夏威夷大學(UH)團隊證明Y染色體只有兩個基因睪丸決定因子Sry和精原細胞增殖因子Eif2s3y是雄性小鼠需要輔助受精的后代?，F(xiàn)在，同一個團隊，來自法國的合作研究員Michael Mitchell(INSERM，Marseille)更進了一步，產(chǎn)生了完全沒有整個Y染色體的雄性。
      

      在這項計劃于2016年1月29日在“ 科學 ”雜志上在線發(fā)表的這項新研究中，Ward和她的UH同事描述了他們?nèi)绾萎a(chǎn)生“No Y”雄性，并確定這些雄性生產(chǎn)配子和后代的能力。
      

      UH研究人員首先將Y染色體基因Sry替換為其同源物和編碼于11號染色體上的直接靶標Sox9。在正常情況下，Sry激活Sox9，這會啟動一系列分子事件，最終使XY胎兒發(fā)育成雄性。在沒有Sry的情況下，研究人員使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)激活Sox9。
      

      接下來，他們用其X染色體編碼的同源物Eif2s3x取代了第二個必需的Y染色體基因Eif2s3y。Eif2s3y和Eif2s3x屬于同一基因家族，序列非常相似。研究人員推測，這兩個基因可能起著相似的作用，而這兩個基因的全球劑量都很重要。他們轉(zhuǎn)基因過表達Eif2s3x，X基因的劑量增加超過正常由X和Y提供的劑量。在這些條件下，Eif2s3x在啟動精子發(fā)生時接管了Eif2s3y的功能。
      

      最后，Ward的團隊同時取代了Sry和Eif2s3y，創(chuàng)造了沒有Y染色體DNA的XOSox9，Eif2s3x雄性。缺乏所有Y染色體基因的小鼠發(fā)育出具有雄性生殖細胞的睪丸。收獲圓形精子細胞并使用稱為圓形精子細胞注射(ROSI)的技術(shù)成功地使卵母細胞受精。當發(fā)育中的胚胎轉(zhuǎn)移到雌性小鼠代孕母親時，活著的后代就會誕生。
      

      來自“No Y”雄性的后代是健康的并且在正常的生命期內(nèi)生活。“沒有Y”男性的女兒和孫子是肥沃的，能夠在沒有進一步技術(shù)干預的情況下自行復制。Ward的團隊使用ROSI連續(xù)生產(chǎn)了三代“No Y”雄性，表明缺少Y染色體基因的雄性可以在技術(shù)支持下反復繁殖。
      

      “大多數(shù)小鼠Y染色體基因?qū)τ诔墒炀拥陌l(fā)育和正常受精都是必需的，無論是在小鼠還是在人類中，”沃德說。“然而，當談到輔助生殖時，我們現(xiàn)在已經(jīng)證明，在小鼠體內(nèi)，Y染色體的貢獻是不必要的。”
      

      該研究為Y染色體基因功能和進化提供了新的重要見解。它支持Y染色體基因與其他染色體上編碼的同源物之間存在功能冗余。“這是個好消息，”沃德說，“因為它表明在基因組中存在備份策略，這些策略通常是沉默的，但在某些情況下能夠接管。我們通過基因組操作揭示了其中的兩種策略。在沒有人類幫助的情況下，替代途徑將被激活，例如，為了應對環(huán)境的變化，這是未知的。但對于失去Y染色體的兩種嚙齒動物物種來說，它肯定是可能的并且已經(jīng)發(fā)生過。
      

      輔助生殖技術(shù)(ART)的發(fā)展允許通過使用不動物，無活力或未成熟的配子繞過正常受精的各個步驟。最新的研究以及Ward先前的報告(Science 2014 Jan 3; 343(6166：69-72)支持在小鼠中ROSI是一種成功且有效的ART形式。在人類中，ROSI被認為是實驗性的，因為擔心注射未成熟生殖細胞的安全性和其他技術(shù)難題。研究人員希望小鼠研究的成功可能會激發(fā)人類ROSI的重新評估，因為它適合成為未來克服男性不育癥的一種選擇。
      
			

			
        
      
			
      
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