對流產(chǎn)的主要原因發(fā)現(xiàn)出生缺陷的新見解
最近西北大學(xué)的兩項研究揭示了出生缺陷和流產(chǎn)的主要原因之謎,為進(jìn)一步研究遺傳研究領(lǐng)域的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。該研究著眼于產(chǎn)生卵子的過程中會發(fā)生什么細(xì)胞(卵母細(xì)胞),后來成為他們的胚胎受精時。10%至25%的人類胚胎含有錯誤數(shù)量的染色體,因為卵細(xì)胞未正確分裂,這是卵細(xì)胞特有的問題。
這些錯誤是導(dǎo)致流產(chǎn)和唐氏綜合癥等先天性缺陷的主要原因,隨著女性年齡的增長,這些錯誤的發(fā)生率也會急劇上升。了解為什么卵細(xì)胞更容易出現(xiàn)這種分裂錯誤是至關(guān)重要的,因為女性越來越多地選擇在以后的年齡開始家庭。
發(fā)表于3月的細(xì)胞生物學(xué)期刊的第一項研究顯示,卵母細(xì)胞采用創(chuàng)新策略檢測和預(yù)防細(xì)胞分裂過程中的錯誤,而第二項研究于9月26日發(fā)表于PLOS Genetics,確定了細(xì)胞必需的新蛋白質(zhì)。 - 分裂過程并發(fā)現(xiàn)當(dāng)分裂無法幫助確保胚胎接收正確數(shù)量的染色體時,備用蛋白質(zhì)會啟動。
“總之,這兩項研究向我們揭示了卵細(xì)胞與其他所有類型細(xì)胞的差異,這可能為生殖過程如此容易出錯提供重要的新見解,”資深作者,助理教授Sadie Wignall說。西北大學(xué)Weinberg藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的分子生物科學(xué)專業(yè)。“解決這個謎團(tuán)將是延長女性肥沃歲月的第一步。”
Wignall研究了一種稱為紡錘體的結(jié)構(gòu),這是一種精細(xì)的足球形結(jié)構(gòu),可在細(xì)胞分裂過程中物理分離染色體。在大多數(shù)細(xì)胞中,稱為中心體的結(jié)構(gòu)有助于組織紡錘體,確保它可以精確地分離染色體,從而將正確數(shù)量的染色體發(fā)送到每個新分裂的細(xì)胞。在主軸卵細(xì)胞,但是,缺少中心體。與其他類型的細(xì)胞分裂相比,這種“acentrosomal”過程高度未被??充分研究,導(dǎo)致重要的未解答的問題,即為什么它在分裂時更容易出錯。
在9月份發(fā)表的研究中,Wignall和她的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),在沒有中心體的情況下,兩種蛋白質(zhì) - KLP-15和KLP-16 - 對細(xì)胞分裂至關(guān)重要。研究人員敲除了這兩種蛋白質(zhì),發(fā)現(xiàn)不是形成正常的足球形主軸,而是將主軸結(jié)構(gòu)折疊成一個凌亂的圓球。令他們驚訝的是,盡管存在這種早期缺陷,然后一種備用蛋白質(zhì)跳入并幫助將染色體分離到細(xì)胞的兩端。
“我們驚訝地發(fā)現(xiàn),這種蛋白質(zhì)得到了拯救,并起到了正確組織紡錘體的作用,”Wignall說。
問題仍然是,如果在卵母細(xì)胞中存在這種備用過程,10%至25%的胚胎仍然不能存活。Wignall說,一種理論認(rèn)為,隨著女性年齡的增長,這種備用蛋白會發(fā)生變化或消耗。
“雖然這些基本細(xì)胞機(jī)制可能難以掌握,但它們直接影響女性的生殖和不育,”Wignall說。“我的實驗室專注于此,希望有一天,我們的研究可以幫助人們在體外受精診所中解決生育問題。”
Wignall使用稱為秀麗隱桿線蟲的小蠕蟲對卵母細(xì)胞進(jìn)行研究,因為它們是用于遺傳研究的強大研究生物。然而,她的實驗室也正在利用這些研究結(jié)果,與西北大學(xué)Feinberg醫(yī)學(xué)院婦女健康研究所的生殖科學(xué)家兼主任Teresa Woodruff合作,在老鼠身上進(jìn)行平行研究。下一步將是研究人卵母細(xì)胞中的這些機(jī)制。
Wignall實驗室的研究生Amanda C. Davis-Roca是該研究發(fā)表于3月份的第一位作者,“Caenorhabditis elegans卵母細(xì)胞在缺乏規(guī)范的末端動粒附著物的情況下檢測減數(shù)分裂錯誤。”Wignall實驗室的另一位研究生Timothy J. Mullen是9月份發(fā)表的研究的第一作者,“微管捆綁和分選因子之間的相互作用確保了C. elegans卵母細(xì)胞減數(shù)分裂過程中的寄生蟲主軸穩(wěn)定性。”
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