Nature子刊:卵細(xì)胞為何容易出現(xiàn)染色體錯(cuò)誤
日期:2014-03-20 08:59:53
南安普頓大學(xué)的一項(xiàng)新研究顯示,女性卵細(xì)胞容易出現(xiàn)染色體錯(cuò)誤分離,這是因?yàn)?/span>細(xì)胞分裂的質(zhì)控系統(tǒng)把關(guān)不嚴(yán)。文章于三月十八日發(fā)表在Nature Communications雜志上。
精細(xì)胞和卵細(xì)胞都是通過(guò)減數(shù)分裂形成的,在減數(shù)分裂時(shí)細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,而基因組只復(fù)制一次。結(jié)果是,精細(xì)胞和卵細(xì)胞各擁有一半的親代染色體。
在減數(shù)分裂的過(guò)程中,由微管聚集而成的紡錘體負(fù)責(zé)染色體的分離。人類的卵細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)很容易發(fā)生染色體錯(cuò)誤分離。據(jù)估計(jì),60%的卵細(xì)胞存在這樣的錯(cuò)誤,這也成為了女性不孕的首要原因。此外,染色體錯(cuò)誤分離還可能導(dǎo)致多種疾病,例如唐氏綜合癥和流產(chǎn)等等。
紡錘體組裝檢驗(yàn)點(diǎn)(SAC)是細(xì)胞防止染色體錯(cuò)誤分離的最重要機(jī)制。SAC就像一個(gè)守門(mén)人,只允許染色體完全準(zhǔn)備好的細(xì)胞通過(guò)(進(jìn)行分裂),以此確保細(xì)胞的正常功能。如果細(xì)胞在進(jìn)行分裂時(shí)缺乏SAC,或者SAC受到某種破壞,就會(huì)使子細(xì)胞繼承到錯(cuò)誤數(shù)量的染色體。
南安普頓大學(xué)生命科學(xué)中心的Keith Jones教授和Dr Simon Lane領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì),利用先進(jìn)的成像技術(shù),對(duì)卵母細(xì)胞中的SAC進(jìn)行了觀察和分析。卵母細(xì)胞是發(fā)育過(guò)程中的雌性生殖細(xì)胞。
他們發(fā)現(xiàn),卵細(xì)胞中的SAC工作機(jī)制不同于其他任何細(xì)胞。Dr Lane介紹道:“SAC工作的經(jīng)典模式是,從關(guān)門(mén)到開(kāi)門(mén)。但我們發(fā)現(xiàn),在卵母細(xì)胞中這種門(mén)的狀態(tài)一直是半開(kāi)的。因此,卵母細(xì)胞很容易生成非整倍體細(xì)胞(染色體過(guò)多或過(guò)少),因?yàn)?/span>SAC并沒(méi)有完全抑制分裂。”
研究人員指出,SAC阻止非整倍體出現(xiàn)的機(jī)制是,通過(guò)激活APC(后期促進(jìn)復(fù)合體)將分裂后期的起始與染色體附著紡錘體微管聯(lián)系起來(lái)。他們注意到,卵母細(xì)胞的第一次減數(shù)分裂MI容易發(fā)生染色體的錯(cuò)誤分離,于是對(duì)卵母細(xì)胞中的APC活性進(jìn)行了檢測(cè)。研究顯示,MI的卵母細(xì)胞中,APC并未達(dá)到最大活性。
文章總結(jié)到,卵母細(xì)胞中的SAC和APC活性,對(duì)于延長(zhǎng)MI,減少非整陪體的出現(xiàn)至關(guān)重要。這項(xiàng)研究有助于人們進(jìn)一步理解,為何女性卵細(xì)胞容易出現(xiàn)染色體的錯(cuò)誤分離。
Keith Jones教授指出:“雖然我們的研究沒(méi)有直接提出阻止染色體錯(cuò)誤分離的方法,但這項(xiàng)研究可以幫助人們更好的理解卵細(xì)胞對(duì)染色體分離的控制機(jī)制。在這些信息的幫助下,我們想辦法促進(jìn)這一控制機(jī)制,或者在此基礎(chǔ)上對(duì)卵細(xì)胞進(jìn)行篩選。這樣的篩選技術(shù)將使進(jìn)行IVF的人們受益匪淺。”