小鼠X和Y染色體如何相互競(jìng)爭(zhēng)以控制后代

根據(jù)一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)基因的分子功能對(duì)其后代的性別具有重大影響，該發(fā)現(xiàn)揭示了基因?qū)?dòng)物繁殖力的更多影響。

在正常情況下，遺傳法則確保攜帶X或Y染色體的精子受卵的機(jī)會(huì)均等，因此父母也有生育女兒或兒子的機(jī)會(huì)均等。但是，Y染色體上部分缺失的雄性小鼠(Yqdel雄性)違反了這一鐵定律，與雌性后代相比雌性要多得多，導(dǎo)致性別比發(fā)生畸變。到目前為止，如何發(fā)生一直是一個(gè)謎。

現(xiàn)在，肯特大學(xué)，劍橋大學(xué)，埃塞克斯大學(xué)和巴黎笛卡爾大學(xué)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的聯(lián)合研究表明，關(guān)鍵在于精子的形狀及其游泳能力。

首先，研究小組表明，他們可以通過(guò)進(jìn)行IVF受精來(lái)糾正性別比例畸變-證明Yqdel雄性產(chǎn)生相同數(shù)量的X和Y攜帶的精子，并且兩種類型的精子一旦真正達(dá)到了同等水平的能力就可以產(chǎn)生后代雞蛋。

接下來(lái)，研究小組使用高分辨率顯微鏡和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)圖像分析方法，證明來(lái)自Yqdel雄性的精子被縮小和扭曲。至關(guān)重要的是，含Y的精子細(xì)胞比含X的精子細(xì)胞受到的影響更大，這表明它們的功能受到了損害。

為了證明這一點(diǎn)，他們使用了FISH標(biāo)記-一種將X或Y染色體DNA染成不同顏色的技術(shù)。這使他們能夠識(shí)別哪些細(xì)胞帶有哪個(gè)染色體，并將其與每個(gè)單個(gè)細(xì)胞的形狀相關(guān)聯(lián)。他們使用另一種“關(guān)閉” Y連鎖基因而不是刪除它們的轉(zhuǎn)基因小鼠，他們證明了含X和Y精子之間的形狀差異是由基因表達(dá)差異引起的，而不僅僅是由DNA中DNA的丟失引起的。伊克德爾雄性。

最后，他們進(jìn)行了“精子競(jìng)賽”以從Yqdel雄性中分離出游泳最快的精子細(xì)胞，并通過(guò)FISH證實(shí)了這些小運(yùn)動(dòng)員主要是帶有X軸的精子細(xì)胞，從而解釋了Yqdel后代中女兒的優(yōu)勢(shì)。

肯特生物科學(xué)學(xué)院的Peter Ellis博士領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。他說(shuō)：“一段時(shí)間以來(lái)，我們已經(jīng)知道小鼠X和Y染色體競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生雌性和雄性后代，X上的基因有利于產(chǎn)生女兒，而Y上的基因有利于兒子。我們的研究現(xiàn)在揭示了第一個(gè)當(dāng)Y傳播的基因被刪除時(shí)，X傳播的基因破壞了精子的頭部發(fā)育，使含Y的精子游得更慢，并確保了X載的精子的“自私”優(yōu)勢(shì)在爭(zhēng)蛋。我們還發(fā)現(xiàn)，使用試管嬰兒可以逆轉(zhuǎn)這種不平衡，這對(duì)于使用這些技術(shù)影響哺乳動(dòng)物后代的性別具有明顯的意義。”