Y染色體的功能和演化研究一直是科研熱點(diǎn)，由此也引發(fā)過Y染色體是否會(huì)退化、消失的爭(zhēng)論。日前，夏威夷大學(xué)生物發(fā)生研究所的副教授莫妮卡·沃德（Monika Ward）發(fā)現(xiàn)，只要2個(gè)Y染色體基因Sry和Eif2s3y，就能代替整條Y染色體，令小鼠產(chǎn)生可使卵細(xì)胞受精的精細(xì)胞，并培育出可成活后代。研究結(jié)果今天發(fā)表在《科學(xué)》上。
“我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了僅僅兩個(gè)在Y染色體上的基因便可以促進(jìn)精細(xì)胞的發(fā)育、啟動(dòng)精子發(fā)生并完成減數(shù)分裂的第一步。一些細(xì)胞也具備完成整個(gè)過程的能力，能在受精過程中行使功能。”莫妮卡告訴果殼網(wǎng)：“這也證明了在輔助生殖技術(shù)的幫助下，培育后代只需要Y染色體上的極小部分的基因。”
精子發(fā)生過程。在這項(xiàng)研究中，研究者將圓形的精細(xì)胞（round spermatids，倒數(shù)第二行），即成熟精子（sperm cell）的前體細(xì)胞，注射到卵母細(xì)胞中。圖片來源：repropedia.org
在包括小鼠和人類在內(nèi)的多數(shù)哺乳動(dòng)物中，Sry基因是睪丸決定因子，指導(dǎo)胎兒的性腺向雄性方向發(fā)育；Eif2s3y則是精原增殖因子，能夠引導(dǎo)精子發(fā)生。研究人員構(gòu)建出只有Sry和Eif2s3y兩個(gè)Y染色體基因的小鼠，并通過輔助生殖技術(shù)將這些小鼠的精細(xì)胞注射到卵母細(xì)胞中，但成功的受精率非常的低。“在我們構(gòu)建親本時(shí)面臨的挑戰(zhàn)之一便是育種效率過低。僅僅帶有兩個(gè)Y染色體基因的雄鼠并不多，但我們還是得到了一些這樣的雄鼠。令人興奮的是，在這些小鼠的睪丸中有些細(xì)胞看起來像是精細(xì)胞。” 莫妮卡解釋道：“要找到這些細(xì)胞也是個(gè)難題，原因在于它們實(shí)在是太稀少了。得到這些精細(xì)胞后，我們用會(huì)圓形精細(xì)胞注射技術(shù)（ROSI）將其注射入卵母細(xì)胞中。得到的胚胎移入到代孕母鼠輸卵管中，之后便可培育出后代。”
“用這種技術(shù)培育出的后代都是正常的、健康的。一些后代的壽命可達(dá)兩年，和正常培育的小鼠并無區(qū)別，也沒有生病。” 莫妮卡告訴果殼網(wǎng)：“但是我們并沒有對(duì)這種小鼠進(jìn)行過分子遺傳學(xué)的分析，因此并不能完全排除存在差異的可能。”
這只母鼠（黑色）的父親就是一只只有2個(gè)Y染色體基因的雄鼠。然而它還是健康地長(zhǎng)大成鼠，并順利成為一窩小鼠（紫紅色）的母親。圖片來源：Monika Ward
“我們的研究是針對(duì)小鼠的基礎(chǔ)研究，目的是探究在輔助生殖技術(shù)下，Y染色體不同基因的功能，因此本結(jié)果并不能直接適用于人類生育的相關(guān)研究。”莫妮卡強(qiáng)調(diào)。不過，她相信這項(xiàng)研究的成果在未來也許會(huì)為男性不育研究提供重要參考意義。接下來，莫妮卡的團(tuán)隊(duì)可能會(huì)有兩個(gè)方向的研究。“我們會(huì)去研究多加入幾個(gè)Y染色體基因后會(huì)有何影響，”莫妮卡說：“另外，我們會(huì)試著將Y染色體整個(gè)去掉，看還能不能借助輔助生殖技術(shù)獲得后代。”
