一项8月发表在可开放获取期刊PLOS Biology,由广岛大学Masayuki Shimada及其同事一起进行的研究表示,一种简单的,可逆的化学处理可以将携带X染色体的精子与携带Y染色体的精子分开,从而显着改变原本正常的雌雄性各占一半的后代比例。


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(图为X和Y染色体)


当然,该研究目前是在小鼠中进行,但不排除该技术将来会广泛适用于其他哺乳动物。

众所周知,来自雄性哺乳动物的大多数细胞都含有X染色体和Y染色体,但在精子发育过程中,X和Y染色体被分离到不同的细胞中,因此单个精子只携带X染色体或Y染色体,携带X染色体的精子与卵子结合就会生女儿,携带Y染色体的精子与卵子结合就会生儿子。

而该研究发现,X染色体和Y染色体携带的基因数量有很大的不同。X染色体携带有将近500个基因,并且这些基因仅在携带X染色体的精子中有活性,这其中还有18个基因已经有编码受体。携带X染色体和Y染色体的精子之间的基因表达差异,成为这项技术的理论基础。


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(X和Y染色体)


这项研究正是利用这些基因编码受体会对相应的配体刺激产生反应的原理,使它们成为操纵精子的良好候选者。

在这项研究中,他们专注于一对称为TLR7 / 8的受体,结果发现:与其结合的化学物质会减慢精子活力而不会损害精子受精能力或活力。并且这种效应是由于精子内的能量产生受损,可以通过从培养基中去除化学物质来逆转的。这个意思是说,大概率上携带X染色体的精子,相比携带Y染色体的精子来说,会游得比较慢,生女儿的可能性比较大。


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因此,这项研究用了一种叫做X-延迟的化学物质来处理小鼠精子,然后用游得最快的精子进行体外受精,结果诱导出90%的雄性幼仔。而当使用游得较慢的精子时,诱导出的小鼠幼仔雌性占了81%。

该研究最后表示,他们已经通过这种方法成功地选择性地生产雄性或雌性的牛和猪。而这种技术是否将来能在人类生殖技术中使用,可能需要更多的临床试验,并且还会涉及很重要的伦理问题。





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