客观日本

熊本大学发现不孕不育关联基因

2020年02月17日 生物医药

日本熊本大学发生医学研究所的石黑启一郎副教授领导的研究团队,发现了控制形成卵子和精子所需染色体减数分裂的基因,将其命名为“MEIOSIN”。此前形成卵子和精子时引起减数分裂的详细机制一直不清楚,该成果有望推动不孕不育治疗等生殖医学的发展。

生物组织和器官一般是通过“体细胞分裂”来持续进行细胞增殖。而卵巢和精囊则通过名为“减数分裂”的特殊细胞分裂方式产生卵子和精子。虽然都是细胞分裂,但体细胞分裂是使相同染色体加倍后再均匀分裂成副本,从而形成与原来相同的两个细胞;而减数分裂是将染色体数量减至原来的一半,形成仅具备母亲或父亲的遗传信息的卵子或精子。卵巢和精囊最初会通过正常的体细胞分裂来进行细胞增殖,从某一时期开始转为减数分裂。不过,此前一直不清楚从体细胞分裂切换为减数分裂的详细机制。减数分裂的控制还是与不孕不育治疗等生殖医疗直接相关的重要课题,但长期以来世界各国均没有解决这个问题。

熊本大学发现不孕不育关联基因

图1:从体细胞分裂切换为减数分裂的机制

石黑启一郎副教授的研究团队为了调查在生殖细胞形成卵子和精子的过程中是如何发生减数分裂的,对卵巢和精囊内的蛋白质谱进行了解析。通过质谱法,确定了作为减数分裂“开关”的基因,并将其命名为减数分裂起始因子“MEIOSIN”。研究发现,MEIOSIN具有极为罕见的特性,仅在卵巢和精囊开始减数分裂之前的特定时期被激活。研究团队通过基因编辑使小鼠的MEIOSIN功能失效后发现,雄鼠和雌鼠都没有发生减数分裂,完全不产生卵子和精子,导致不孕不育。另外,通过详细解析这些小鼠的卵巢和精囊确认,MEIOSIN在激活减数分裂方面发挥着不可或缺的作用,是与卵子和精子的形成有关的重要基因。

熊本大学发现不孕不育关联基因

图2:通过编辑小鼠的基因组抑制MEIOSIN功能的实验示意图

相关研究成果已于2020年2月6日在线发表在美国细胞出版社发行的学术期刊《Developmental Cell》上。

论文信息
论文题目:MEIOSIN directs the switch from mitosis to meiosis in mammalian germ cells
期刊:《Developmental Cell》
DOI:https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.01.010

日文发布全文

文:JST客观日本编辑部编译

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