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卵细胞为何不能优雅的老去?

卵细胞的染色体数不正确,往往会导致流产或使胎儿患上遗传疾病(比如唐氏综合症)。女性年龄越大,卵细胞就越容易出现这种异常。日本RIKEN的科学家们通过新成像技术,找到了导致这种问题的原因。这项研究发表在六月三十日的Nature Communications上。

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研究人员发现,在大龄女性的卵细胞成熟过程中,配对染色体往往在错误的时间分离,导致成熟卵细胞出现染色体数错误。


绝大多数细胞拥有两个拷贝的染色体,未成熟的卵细胞也是这样,不过它们会通过减数分裂转变为只有一个拷贝的成熟卵细胞。在减数分裂初期,染色体自我复制并形成配对的四个染色体,也称为二价体(bivalent)。随后,二价体分离,细胞分裂生成两个子细胞。一个子细胞仍然是卵细胞,而另一个子细胞发生退化。在减数分裂的第二阶段,姐妹染色单体分离,卵细胞继续分裂,生成拥有一个染色体拷贝的成熟卵细胞。


“我们发现,”这项研究的领导者Tomoya Kitajima解释道,“衰老卵细胞的二价体有时会过早分离,导致姐妹染色单体在减数分裂的第一阶段分离,而不是第二阶段。”


研究人员使用高分辨率成像技术,在活小鼠卵细胞中观察了减数分裂的第一阶段。他们发现,年轻卵细胞中的染色体分配总是正确的,而接近10%的衰老卵细胞会出现染色体分离错误。进一步研究表明,姐妹染色单体过早分离是主要的错误类型。


研究人员指出,与年龄有关的染色体分离错误,是二价体过早分离造成的。在衰老的小鼠和人类卵细胞中,未配对的单价染色体(univalent)含量更高。


“绝大多数错误都和二价体分离这个单一事件有关,”Kitajima说。“现在我们可以集中精力研究二价体之间的粘附,想办法阻止其过早分离。”


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