Science解开数十年生殖之谜

　　

生物通报道：在受精过程中胚胎会获得两份遗传物质，一份来自于父亲，一份来自于母亲。不过，胚胎只从母亲那里遗传线粒体，从父亲那里获取中心粒。上世纪三十年代以来，卵母细胞丢失中心粒的现象一直是个谜。葡萄牙IGC的研究团队现在终于揭示了其中的关键机制，这项研究于五月二十六日发表在Science杂志上。

中心粒是负责细胞分裂和鞭毛运动的重要细胞结构。研究人员发现，中心粒一般具有保护性的外衣。卵母细胞丢失了这种外衣，结果导致中心粒的消失。如果卵母细胞的中心粒不消失，母体就会发生不孕。

研究人员在果蝇中探索了这个过程。研究显示，中心粒的消失分为两步：失去外衣和中心粒消失。中心粒失去外衣是因为卵母细胞缺乏一个重要的中心粒调控子，polo激酶。令人惊讶的是，添加polo足以维持中心粒的外衣，母本中心粒也不会消失。

研究人员强行保留了母体中心粒，结果胚胎因为中心粒过多出现异常分裂和发育停滞。这说明母本中心粒清除对有性生殖来说非常关键。研究人员表示，其他组织的中心粒调控可能对发育和再生也很重要。

Science杂志此前发表的两篇文章表明，父亲的饮食会改变精子的RNA，进而影响后代的基因调控。近年来人们逐渐意识到，男性能通过多种途径对自己的后代产生影响，比如精子表观基因组、微生物组转移和精液信号传导。这两项研究相辅相成地展示了父亲饮食对精子RNA的重要影响，这种影响能改变后代的基因调控，引起相应的代谢紊乱。（更多信息请参见：两篇Science：父亲饮食会通过精子RNA影响后代）

我们知道，所有生物只遗传母本的线粒体。那么父本的线粒体究竟上哪去了呢？Weizmann研究所的Dr. Eli Arama领导研究团队发现，雌性果蝇的卵细胞会生成一种特殊的囊泡，在受精时这种囊泡会活跃地搜寻和摧毁父本的线粒体。这项研究发表在Cell旗下的Development Cell杂志上。（更多信息请参见：Cell子刊：父本的线粒体都去哪儿了）

宾夕法尼亚州立大学的科学家们发现了一个“母体年龄效应”。人们可以在此基础上预测，母亲线粒体会传递多少DNA突变给后代。已知有两百多种疾病是线粒体DNA突变引起的，这些突变还与糖尿病、癌症、帕金森症和阿尔茨海默症有关。这项研究指出，怀孕时年龄较大的母亲，其后代的线粒体突变率更高。（更多信息请参见：PNAS：母亲年龄的重要影响）