研究人员已经确定了可能导致许多流产和其他染色体问题的蛋白质缺乏症
流产的主要原因是人类卵子在管理其中的染色体数量方面出奇地糟糕。但现在,马克斯普朗克研究所的研究人员发现了一种运动蛋白,可以帮助这一过程顺利进行,从而为提高生育治疗的成功率提供了一种潜在的新方法。
人类通常继承 46 条染色体,其中一半来自父母一方的精子,另一半来自另一方父母的卵细胞。称为卵母细胞的卵子前体细胞包含每个染色体的两个副本,并通过细胞分裂过程失去其中一个。这是由纺锤体引导的,纺锤体是一种纤维结构,在卵母细胞在它们之间分裂之前,将每个染色体的一个副本拉向纺锤体的两端。
问题是,在人类的这个过程中,错误很常见。大多数流产是由含有太多或太少染色体的成熟卵子引起的,而唐氏综合症等疾病也可能由染色体异常引起。
“我们已经知道人类卵母细胞经常组装带有不稳定极的纺锤体,”该研究的通讯作者 Melina Schuh 说。“这种不稳定的纺锤体在分裂过程中会错误排列染色体。”
纺锤体(绿色)分离人类卵母细胞中的染色体对(洋红色)Chun So / 马克斯普朗克多学科科学研究所
奇怪的是,其他哺乳动物似乎没有同样的错误率,因此在这项新研究中,研究人员调查了它们与我们之间的差异。他们对在稳定纺锤体中起作用的蛋白质进行了分子清单,并将人类卵母细胞与小鼠、猪和牛的卵母细胞进行了比较。
在此过程中,研究小组确定了一种名为 KIFC1 的特殊蛋白质,这种蛋白质在人类卵母细胞中相对缺乏,但在其他受试动物中更为常见。这种运动蛋白在纺锤体纤维之间架起桥梁,使它们保持稳定。为了测试缺乏这种蛋白质是否导致高染色体错误率,研究小组将其从小鼠和牛卵母细胞中移除。
“如果没有这种运动蛋白,大多数小鼠和牛卵母细胞会像人类卵母细胞一样组装出不稳定的纺锤体,并且会发生更多的染色体分离错误,”该研究的第一作者 Chun So 说。“因此,我们的结果表明,KIFC1 对于确保减数分裂期间染色体的无错误分布至关重要。”
接下来,研究人员检查了它是否也以另一种方式起作用。他们将额外的 KIFC1 添加到人类卵母细胞中,发现纺锤体变得更加稳定,发生的错误更少。随着进一步的工作,这一发现可能是提高体外受精或其他生育治疗成功率的突破口。
“因此,将 KIFC1 引入人类卵母细胞可能是减少缺陷卵子的一种可能方法,”Schuh 说。“这可能有助于使生育治疗更加成功。”
该研究发表在《科学》杂志上。返回搜狐,查看更多
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