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狡猾精子“毒害”竞争者,使得其他精子死亡

admin 2021-05-24 00:01 未知

新浪科技讯 北京时间3月5日消息,最新研究表明,一些精子细胞是冷酷无情的操纵者,在让卵子受精的竞争中,精子确实会“毒害”竞争对手。

来自柏林马克斯·普朗克分子遗传学研究所(MPIMG)研究人员在显微镜下研究了小鼠精子细胞,从而更好地理解t-单体型DNA序列产生的影响,研究小组从之前的研究中了解到,携带t-单体型DNA序列的精子比没有该DNA序列的竞争精子游得更直(而不是处于一个死亡圈活动),并且平均游动速度更快。

t -单倍型精子(蓝色痕迹)可以毒害同伴,使这些竞争对手(绿色痕迹)瘫痪,迫使他们绕着圈游动,直到死亡。

目前,他们发现那些高效运动精子的行为策略事实上有点缺乏运动精神,研究报告合著作者、MPIMG主任伯恩哈德·赫尔曼在一份声明中称,携带t-单体型DNA序列的精子会“毒害”其他没有该DNA序列的精子,事实上,此类精子会“毒害”所有精子细胞,但同时它会产生一种解毒剂,但仅对具有带t-单体型DNA序列的精子起作用,保护它们。

最终结果有点儿像一场马拉松,所有的参赛者都饮用有毒饮用水,但只有一部分参赛者能接触到解毒剂。

“漂亮的精子”坚持到最后

t-单体型DNA序列是全球家鼠体内第17对染色体中的连锁基因,相比之下,人类拥有23对染色体,老鼠仅有20对染色体,赫尔曼和其他研究人员称它是“自私基因”,该基因物质仅有一个任务:自我复制。由于t-单体型基因世代传递无效,雌性老鼠将携带t-单体型基因副本传递至99%的后代。

通过研究100多个老鼠精子细胞之后,赫尔曼和同事对这些自私的t-单体型基因的狡猾策略有了更多了解,他们发现,t-单体型基因在精子产生的早期阶段“毒害”了所有精子细胞,并向每个细胞注射特定基因,抑制它们调节运动的能力。

直到后期,当每个细胞分裂成两半时,“解毒剂”才开始发挥作用,分裂后一半的精子继承了17号染色体上的t-单体型基因,对于那些幸运的精子而言,t-单体型基因提供了新的遗传变异,逆转了每个细胞在发育阶段消耗“毒素”的抑制作用。

对于另一半精子细胞,它们没有携带t-单体型基因或者其他遗传的“解毒剂”,生存会变得更加困难,这些中毒的细胞在直线移动时遇到的困难要大得多(对于一个细胞而言,这是一项重要的技能,因为它的唯一任务就是全速冲向未受精卵),他们研究发现,许多没有解毒剂的精子在原地打转,直到死亡,而它们的t-单体型竞争对手则径直向前冲。

赫尔曼说:“我们的数据强调了一个事实,精子细胞是无情的竞争对手,基因差异可以使个体精子在生命竞赛中具有优势,从而促进特定基因变异传递给后代。”(叶倾城)



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