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Nature子刊:卵細胞為何容易出現(xiàn)染色體錯誤

日期:2014-03-20 08:59:53

 

南安普頓大學的一項新研究顯示,女性卵細胞容易出現(xiàn)染色體錯誤分離,這是因為細胞分裂的質控系統(tǒng)把關不嚴。文章于三月十八日發(fā)表在Nature Communications雜志上。

 

精細胞和卵細胞都是通過減數(shù)分裂形成的,在減數(shù)分裂時細胞連續(xù)分裂兩次,而基因組只復制一次。結果是,精細胞和卵細胞各擁有一半的親代染色體。

 

在減數(shù)分裂的過程中,由微管聚集而成的紡錘體負責染色體的分離。人類的卵細胞在減數(shù)分裂時很容易發(fā)生染色體錯誤分離。據(jù)估計,60%的卵細胞存在這樣的錯誤,這也成為了女性不孕的首要原因。此外,染色體錯誤分離還可能導致多種疾病,例如唐氏綜合癥和流產(chǎn)等等。

 

紡錘體組裝檢驗點(SAC)是細胞防止染色體錯誤分離的最重要機制。SAC就像一個守門人,只允許染色體完全準備好的細胞通過(進行分裂),以此確保細胞的正常功能。如果細胞在進行分裂時缺乏SAC,或者SAC受到某種破壞,就會使子細胞繼承到錯誤數(shù)量的染色體。

 

南安普頓大學生命科學中心的Keith Jones教授和Dr Simon Lane領導研究團隊,利用先進的成像技術,對卵母細胞中的SAC進行了觀察和分析。卵母細胞是發(fā)育過程中的雌性生殖細胞。

 

他們發(fā)現(xiàn),卵細胞中的SAC工作機制不同于其他任何細胞。Dr Lane介紹道:“SAC工作的經(jīng)典模式是,從關門到開門。但我們發(fā)現(xiàn),在卵母細胞中這種門的狀態(tài)一直是半開的。因此,卵母細胞很容易生成非整倍體細胞(染色體過多或過少),因為SAC并沒有完全抑制分裂。”

 

研究人員指出,SAC阻止非整倍體出現(xiàn)的機制是,通過激活APC(后期促進復合體)將分裂后期的起始與染色體附著紡錘體微管聯(lián)系起來。他們注意到,卵母細胞的第一次減數(shù)分裂MI容易發(fā)生染色體的錯誤分離,于是對卵母細胞中的APC活性進行了檢測。研究顯示,MI的卵母細胞中,APC并未達到最大活性。

 

文章總結到,卵母細胞中的SACAPC活性,對于延長MI,減少非整陪體的出現(xiàn)至關重要。這項研究有助于人們進一步理解,為何女性卵細胞容易出現(xiàn)染色體的錯誤分離。

 

Keith Jones教授指出:“雖然我們的研究沒有直接提出阻止染色體錯誤分離的方法,但這項研究可以幫助人們更好的理解卵細胞對染色體分離的控制機制。在這些信息的幫助下,我們想辦法促進這一控制機制,或者在此基礎上對卵細胞進行篩選。這樣的篩選技術將使進行IVF的人們受益匪淺。”

 


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