狡猾精子“毒害”競爭者 使得其他精子死亡
2021年03月05日09:04

  3月5日消息,最新研究表明,一些精子細胞是冷酷無情的操縱者,在讓卵子受精的競爭中,精子確實會“毒害”競爭對手。

  來自柏林馬克斯·普朗克分子遺傳學研究所(MPIMG)研究人員在顯微鏡下研究了小鼠精子細胞,從而更好地理解t-單體型DNA序列產生的影響,研究小組從之前的研究中瞭解到,攜帶t-單體型DNA序列的精子比沒有該DNA序列的競爭精子遊得更直(而不是處於一個死亡圈活動),並且平均遊動速度更快。

t -單倍型精子(藍色痕跡)可以毒害同伴,使這些競爭對手(綠色痕跡)癱瘓,迫使他們繞著圈遊動,直到死亡。
t -單倍型精子(藍色痕跡)可以毒害同伴,使這些競爭對手(綠色痕跡)癱瘓,迫使他們繞著圈遊動,直到死亡。

  目前,他們發現那些高效運動精子的行為策略事實上有點缺乏運動精神,研究報告合著作者、MPIMG主任伯恩哈德·赫爾曼在一份聲明中稱,攜帶t-單體型DNA序列的精子會“毒害”其他沒有該DNA序列的精子,事實上,此類精子會“毒害”所有精子細胞,但同時它會產生一種解毒劑,但僅對具有帶t-單體型DNA序列的精子起作用,保護它們。

  最終結果有點兒像一場馬拉松,所有的參賽者都飲用有毒飲用水,但只有一部分參賽者能接觸到解毒劑。

  “漂亮的精子”堅持到最後

  t-單體型DNA序列是全球家鼠體內第17對染色體中的連鎖基因,相比之下,人類擁有23對染色體,老鼠僅有20對染色體,赫爾曼和其他研究人員稱它是“自私基因”,該基因物質僅有一個任務:自我複製。由於t-單體型基因世代傳遞無效,雌性老鼠將攜帶t-單體型基因副本傳遞至99%的後代。

  通過研究100多個老鼠精子細胞之後,赫爾曼和同事對這些自私的t-單體型基因的狡猾策略有了更多瞭解,他們發現,t-單體型基因在精子產生的早期階段“毒害”了所有精子細胞,並向每個細胞注射特定基因,抑製它們調節運動的能力。

  直到後期,當每個細胞分裂成兩半時,“解毒劑”才開始發揮作用,分裂後一半的精子繼承了17號染色體上的t-單體型基因,對於那些幸運的精子而言,t-單體型基因提供了新的遺傳變異,逆轉了每個細胞在發育階段消耗“毒素”的抑製作用。

  對於另一半精子細胞,它們沒有攜帶t-單體型基因或者其他遺傳的“解毒劑”,生存會變得更加困難,這些中毒的細胞在直線移動時遇到的困難要大得多(對於一個細胞而言,這是一項重要的技能,因為它的唯一任務就是全速衝向未受精卵),他們研究發現,許多沒有解毒劑的精子在原地打轉,直到死亡,而它們的t-單體型競爭對手則徑直向前衝。

  赫爾曼說:“我們的數據強調了一個事實,精子細胞是無情的競爭對手,基因差異可以使個體精子在生命競賽中具有優勢,從而促進特定基因變異傳遞給後代。”(葉傾城)

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