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长期以来,女性一直担心Y染色体的缩短,认为该基因的持续丧失最终会导致男性在世界范围内 "消亡"。然而,实验表明,这种担忧是没有根据的,因为Y染色体的基因丢失只发生在生命进化的早期,而且Y染色体已经稳定了近2500万年。
尽管我们不必担心Y染色体,但X染色体这次也有麻烦了。泰国国家科学院学报》最近发表的一篇文章表明,"X染色体失活不足 "造成了试管婴儿中性别数量的不平衡。
通过自然受孕出生的婴儿通常男女比例不到1%,而通过体外受精出生的试管婴儿,男孩的可能性比女孩高约10%。通过体外受精孕育的动物的后代中,雄性也多于雌性。造成试管婴儿性别不平衡的问题是什么?国际胚胎生物学界五年来一直在寻找答案。
"秘密在于X染色体,它的活性不足,因此在体外受精的男性后代多于女性后代。来自中国农业大学的研究小组,花了五年时间找到了问题的主要--应用小鼠的实验模型,他们开始说试管婴儿费用系统的试管婴儿性别比例失衡,它在3月8日泰国国家科学院期刊(PNAS)上提交了论文。体外受精中的X染色体有什么问题?性别不平衡是什么意思?
这个以小鼠为试验对象的实验给了我们什么启示?
让我们一起找出来。我们的中学生物课本说,女性的性染色体是XX,男性的性染色体是XY。
当我们寻找X染色体和Y染色体之间的差异时,我们发现它们在形状、大小和携带的基因数量上都有所不同,而且差异很大。
这种差异有多大?科学家们统计过,人类的X染色体能够携带一些蛋白质编码基因,而可怜的Y染色体则 "失踪",只剩下54个蛋白质编码基因。只要两条X染色体上的基因尽可能有效,女性就会拥有两倍于男性的基因,而这确实不应该导致不同的物种,"田说。
"在人类胚胎发育过程中,X染色体是 "高度浓缩 "的,它所携带的许多基因被 "沉默 "了,科学家将这种情况称为 "X染色体失活"。这样一来,女性的XX染色体和男性的XY染色体通常表达相同数量的基因。只要这条X染色体没有被灭活,它所携带的基因就会表达不足,导致胚胎的发育非常不同,直到死亡,科学家认为这是 "在哺乳动物进化中实现雌雄基因表达平衡的一个重要途径"。
研究人员提出,在体外受精产生的一些小鼠胚胎中,由于X染色体的失活不足以使该基因沉默,一些雌性胚胎没有完全沉默,导致这些胚胎不能存活。他们假设,当出现性别不平衡时,这可能是问题的焦点。"X染色体失活不足 "这一关键问题的发现是辉田南研究的一个重大进展。
下一步是找出 "X染色体失活""小于 "的原因。
科学家们的实验表明,一个名为Xist的基因在X染色体失活中发挥着重要作用。
"它可以包住X染色体,'命令委内瑞拉在那里举行军事演习',因为这种蛋白质使X染色体高度凝固,使基因表达被沉默。" 田绵辉解释说:"当Xist基因未能完成其工作,不完全地包裹住X染色体时,就会导致我们所说的X染色体失活。
"Tian和他的实验团队认为,体外受精序列中的一些因素对Xist基因的表达做出了反应,并促成了一连串的危害,使主要是女性的胚胎发育异常,最终表现为后代的性别比例失衡。通过 "修补""X染色体失活缺陷 "发现了Xist基因,由于不知道它的表达被抑制,研究小组被建议分析和调节这个基因,以扭转体外受精的男女后代的性别比例。该研究还表明,需要对Xist基因进行分析,以调节该基因来扭转体外受精后代的性别比例。
"鉴于Xist所产生的局部和剂量依赖性的影响,直接调节Xist是很难实现的。但幸运的是,我们已经找到了它的'领导者'--环指蛋白12(Rnf12),"田晖说。
"Rnf12是Xist的一个上游调节器,它调节Xist的表达剂量和作用部位,而这又对灭活X染色体有关键作用,"田绵辉说。利用一种实验途径来上调Rnf12的表达,能手认为他们可以补偿Xist的表达,纠正一些雌性胚胎激活不足和发育非常不同的怀疑,间接地保持性别比例平衡。
此外,"我们很幸运地找到了维甲酸这种物质,并在植入前将其添加到胚胎的外科基础上"。田晖说,这种细胞内的维生素A代谢物被用来分析Rnf12激活Xist表达的调节作用,从而可以纠正X染色体失活的不足。
在此基础上,实验人员研究了在胚胎培养基中添加维甲酸,并能够将体外受精小鼠出生时的雄性比例从57.17%纠正到52.03%,这接近于基线范围。
田晖认为,这个实验我认为不仅讲述了体外受精后代性别比失衡的内在体系,而且分析了体外受精培养体系的个性化调整,以达到体外受精后代性别比失衡的疑问。
(来自X染色体科技日报)