Y 染色體通常被認為是定義男性性別的染色體。現在科學家發現,小鼠只需 Y 染色體上的兩個基因即可生育後代。
研究人員表示,這些發現可能為幫助不育男性生育孩子指明方向。他們說,患有無精子症(無法產生健康精子細胞)的男性有朝一日可能會從基於這些發現的治療中受益。
在這項研究中,研究人員將兩個 Y 染色體基因注入到缺乏 Y 染色體的小鼠胚胎中,發現這些胚胎長成了可以繁殖後代的成年小鼠——不是透過與雌性小鼠的典型結合,而是透過輔助生殖技術。
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夏威夷大學馬諾阿分校的生殖生物學家、研究作者莫妮卡·沃德告訴《生命科學》:“只需兩個 Y 染色體基因,藉助輔助生殖技術就能生育孩子。”科學家們今天(11 月 21 日)在《科學》雜誌上線上詳細介紹了他們的發現。
過去的 исследования 表明,當一個名為 Sry 的基因被插入到基因上為雌性的小鼠胚胎中時,“它改變了小鼠的命運,”沃德告訴《生命科學》。“即使它們有兩條 X 染色體,它們也會發育成雄性。”
這些小鼠發育出睪丸併產生了稱為精原細胞的精子前體細胞;然而,這些細胞並未發育成 精子細胞。
在新工作中,研究人員將其他 Y 染色體基因一次一個地新增到這些小鼠中。試錯過程最終揭示了一個名為 Eif2s3y 的基因有助於精原細胞偶爾發育成精子細胞,或未成熟的精子。
精子細胞是圓形細胞,缺乏成熟精子用來遊向卵細胞並使其受精的鞭狀尾巴。這意味著,儘管帶有 Sry 和 Eif2s3y 的小鼠是雄性並且可以產生性細胞,但它們通常無法生育後代。
為了看看帶有這對 Y 基因的雄性是否可以在一些幫助下繁殖,沃德和她的同事將這些精子細胞直接注射到卵細胞中。他們發現他們可以用這種方法成功地使卵細胞受精,從而產生有活力的後代。
研究人員強調,正常的生殖可能需要整個 Y 染色體——它的其他基因有助於成熟精子的發育。
沃德告訴《生命科學》:“我們並不是想透過我們的工作消除 Y 染色體——或者男性,就此而言。”“我們只是想了解需要多少 Y 染色體,以及用於什麼目的。”
透過這種繁殖方法產生的雌性後代是可育的,能夠生育健康的幼崽。研究人員沒有測試透過這種方法產生的雄性是否也能產生有活力的後代——據推測,這些雄性將無法以傳統方式生育後代,但如果將它們的精子細胞直接注射到卵細胞中,它們也可能能夠使卵細胞受精,沃德說。
研究人員指出,這些發現可能不適用於人類。不過,沃德表示,這項工作中看到的精子細胞注射的成功可能支援將其作為未來克服男性不育症的一種選擇。
沃德說:“這可能會為原本不育的男性提供成為父親的可能性。”
科學家們現在想看看需要多少個 Y 基因才能產生能夠無需輔助即可使卵細胞受精的成熟精子。
原始文章發表於生命科學。
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