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  3. 揭開黑匣子,“胚胎嵌合體”的更多秘密

    資料來源:      發布者:     瀏覽量:

    13

    2021-08

    2021-08-13

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    導讀:卵子受精及受精卵依附在子宮內壁的那一刻會發生什么,人們對此知之甚少,這也成為了發育生物學的黑匣子?!禛enome Research》雜志第五期報道了一種意想不到的現象——胚胎中有些細胞的基因組全來自父本,而有些細胞的基因組全來自母本。

    卵子受精及受精卵依附在子宮內壁的那一刻會發生什么,人們對此知之甚少,這也成為了發育生物學的黑匣子。

    《The Forever Fix: Gene Therapy and the Boy Who Saved It》的作者、 Ricki Lewis遺傳學博士日前在PLOS BLOGS上陳述:每次在我的新書上寫以下這段話時,我都情不自禁地去想象第一次細胞分裂時會出發生什么:“生一個健康的寶寶是個概率問題,與精子接觸的100個卵子當中,有84個能成功受精,在84顆受精卵中,有69顆可成功植入子宮中,其中42顆可存活一周以上,37顆可存活六周以上,最后只有31顆可發育為胚胎。對于那些不能存活的受精卵,大約一半存在染色體異常,導致后續無法正常發育?!?/p>

    在受精發育的最初幾天里,可能發生很多錯誤。一個可能發生的早期故障是精子和卵子均不表達。正常的受精卵需要來自雙親的各自一套基因組,基因組雙倍的未受精卵無法存活,但失去自身基因組而從兩個精子中獲得基因組的卵子可形成葡萄胎,葡萄胎是否包含胚胎成分,兩種情況皆有可能。

    《Genome

    Research》雜志第五期報道了另外一種意想不到的現象——胚胎中有些細胞的基因組全來自父本,而有些細胞的基因組全來自母本。該研究由魯汶大學分子細胞遺傳學和基因組學教授Joris R. Vermeesch及其同事共同完成。

    研究人員分析了比利時藍牛(8只)和荷斯坦公牛(2只)體外受精并在合成輸卵管液中培養而成的23個胚胎,采集了有代表性的卵裂球(單細胞),并對其進行全基因組擴增和單核苷酸多態性分析(SNP),開發出一種新技術用于協助SNP檢測拷貝變異數(CNV)。

    在過去,胚胎嵌合體被認為只發生在受精出錯的胚胎中:兩個精子與同一個卵子受精;兩個非常早期的胚胎混合在一起,可受精的卵細胞減數分裂后留下錯誤的極體。但新研究揭示了“超自然受精”并不是生成不同親本胚胎的必要條件,它可發生在正常的受精事件中。在該研究中,研究人員發現一些胚胎中某些細胞父本基因組加倍,某些細胞母本基因組加倍,而某些細胞保持正常的二倍體。Vermeesch 教授表示,“這是嵌合現象起源的新發現,這也是導致人類出生缺陷的極其罕見現象?!?/p>

    在該研究中,23個胚胎中只有6個胚胎的所有細胞都正常,這意味著39%的胚胎卵裂球全基因組存在異常,其中三分之二的胚胎含有額外的染色體組,30%染色體缺失,3%的DNA來自一個親本。SNP圖譜揭示了胚胎中各個親本的貢獻,結果發現一個8室胚胎中有2個細胞僅由零散的父系基因組碎片組成而沒有母系基因組;另外一個正常的受精卵分裂成了三組細胞系:一組細胞含有正常的染色體二倍體,一組含有雙倍母系基因組,另外一組含有雙倍父系基因組。分裂成三組細胞系通常被認為發生在癌細胞或某些昆蟲和甲殼類動物細胞中,但在本研究中,這種現象顯然發生在正常的受精情況下。

    “‘奇跡’并不是一個科學詞匯,在胚胎發展旅程中,一切都要保持正確,我覺得每100個受精卵孕育出31個健康的嬰兒是真的不可思議” , Ricki Lewis感嘆道。

    備注:本文編譯自PLOS Blogs:《Cow Embryos Reveal New Type of Chromosome Chimera》

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