研究论文发表在公共科学图书馆生物学表明在哺乳动物染色体“自私”发现可以解释为什么那么多人类胚胎丢失在怀孕早期。
对人类有了一个孩子是不容易的
怀孕和维持妊娠可以为人类物种非常具有挑战性。约40 - 60%的胚胎之间失去了受精和出生,在很多情况下没有一个母亲知道她怀孕了。不幸的是,八分之一承认怀孕也会以流产告终。
非整倍体胚胎在子宫内死亡的常见原因是——过量或赤字染色体。配子或“生殖细胞(精子和卵子,在人类生殖)的情况下,拥有一半的染色体数量(23)作为人体中其他细胞(46)。当精子使卵子受精,受精卵应具备共有46个染色体。然而,情况往往不是这样,教授劳伦斯·赫斯特米尔纳进化中心主任说:“很多胚胎的染色体打错号码了,经常45或47岁,几乎所有这些死在子宫里。即使在情况下21号染色体的唐氏综合症和三个副本,可惜不会使其词约80%。”
考虑到人类物种已经进化了几千年,非整倍性的高患病率——这是如此致命的繁殖,使科学家感到迷惑。在新发表的一篇文章中,赫斯特概述了几个线索,收集通过他的生殖的研究在不同的生物体,这可能有助于解释为什么它可以挑战人类婴儿。
非整倍性的分子机制
非整倍性是一个问题,通常可以追溯到生产鸡蛋,而不是精子,估计超过70%的鸡蛋携带染色体的数量不正确。的分子过程,导致非整倍性似乎发生在前两个阶段的鸡蛋生产。在老鼠身上的研究表明,第一步是容易基因突变的能力“溜”超过50%的鸡蛋,受精后,“自私”迫使对方染色体被摧毁。长期以来人们一直怀疑这种机制,称为着丝粒开车,也出现在人类身上。
自私的基因突变,努力挤出伙伴染色体,但最终失败,导致受精卵的错号码染色体非整倍性。有趣的是,赫斯特发现,从进化的角度来看,这些突变可能拥有一个优势。在哺乳动物中,他认为这是进化有利于胚胎发展从鸡蛋数量不正确的染色体丢失,由于母亲所需的能量消耗,不断支持发育中的胎儿在子宫里。
非整倍性已经在每一个哺乳动物中发现的研究。然而,当研究鱼类和两栖动物——不带他们的后代——这个问题还没有被确认。“超过2000条鱼的胚胎,而不是一个被发现的染色体错误妈妈,”赫斯特说。因此染色体损益的“缺点”喂养后代在子宫里,赫斯特说。
赫斯特认为人类——作为哺乳动物可能容易受到“自私”突变的影响。在哺乳动物如老鼠,一般出生几个小狗在一个垃圾,一个胚胎的死亡为幸存者提供资源在同一垃圾。在人类,一个母亲最常带着一个孩子,一个胚胎的早期死亡与非整倍性提供了一个母亲的机会再次重现,希望与一个健康的怀孕结果。
“什么是值得注意的是,如果胚胎的死亡利益的其他后代的母亲——“自私”染色体的兄弟姐妹经常会得到额外的食物——突变是更好,因为它杀死胚胎,”——赫斯特。
赫斯特的研究还发现了一种蛋白质,称为Bub1,可能涉及非整倍性。“Bub1下降的水平作为母亲变老和胚胎染色体问题的速度上升。识别这些大龄母亲可以抑制蛋白质和增加他们的水平恢复生育能力,”他说。
“我也希望这些见解将一步帮助那些遇到困难的妇女怀孕,或遭受反复流产,“赫斯特总结道。
参考:赫斯特LD。自私的着丝粒和人类生殖的浪费。《公共科学图书馆·生物。2022;20 (7):e3001671。doi:10.1371 / journal.pbio.3001671。
这篇文章是一个返工的新闻稿英国巴斯大学颁发的。材料已经编辑的长度和内容。
