研究表明人体如何消除质量最差的卵细胞
女人的卵子供应是有限的,因此确保其遗传物质的质量至关重要。卡耐基的玛拉·萨普(Marla Tharp),萨菲亚·马尔基(Safia Malki)和亚历克斯·博特文(Alex Bortvin)的新著作阐明了一种机制,通过该机制,即使在出生前,人体仍试图消除质量最差的卵细胞。他们的发现描述了这种机制,由Nature Communications发表。
一些生物产生大量的后代,其中许多不能存活到成年。这些物种中的雌性在其整个生殖生活中不断产生新的卵细胞。但是在哺乳动物中,雌性天生具有固定的卵子供应,几乎不产生后代。因此,每个鸡蛋都是珍贵的商品,必须进行质量控制以确保孩子的健康。”
50年来,科学家们知道,在胎儿发育过程中,通过称为胎儿卵母细胞消耗或FOA的过程,雌性哺乳动物最初的潜在卵细胞池中多达80%被消除。这种现象在所有研究过的哺乳动物中都得到了保留,但是尽管其起源很久,但有关这一过程的许多事情仍然是神秘的。Bortvin和他的团队说,FOA靶向质量下降的卵细胞。
Bortvin和Malki先前的研究表明,胎儿发育过程中潜在卵细胞的这种消除与称为LINE-1的转座因子或“跳跃基因”有关。
卡内基生物学家Barbara McClintock最初发现了跳跃基因,它们可以在细胞的DNA中移动,经常破坏基因,但有时也可以引入遗传创新来改善物种的生存。
的确,Malki和Bortvin之前曾发现,阻止HIV和LINE-1繁殖的药物AZT可以暂时阻止未成熟卵细胞的死亡。该观察结果表明,存在不止一种机制来检测和消除具有过量LINE-1活性的卵细胞。Bortvin的研究小组以前证明,在精子生产过程中,跳跃基因被消除了,但在卵子发育过程中却没有。他们的理论是,通过跳跃基因LINE-1清除具有最大活性的细胞,可以使不成熟卵的选择性存活,而这些卵最有可能屈服于跳跃基因。
研究小组将这一想法推向了下一个阶段,通过在缺乏一种名为Chk2的蛋白质的小鼠中使用AZT扩大了他们的研究范围,该蛋白质可检测DNA损伤并对其进行修复或标记这种遗传物质所处的细胞以致死亡。当AZT抑制LINE-1跳跃基因,并且通过突变使Chk2蛋白无效时,卵细胞的储备增加。
Tharp解释说:“此外,以这种方式关闭胎儿卵细胞消除过程并没有降低生育能力。”“这提供了进一步的证据,表明这是试图保持可用鸡蛋供应量的质量控制过程。”