Y染色體的功能和演化研究一直是科研熱點，由此也引發(fā)過Y染色體是否會退化、消失的爭論。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。
“我們的實驗結(jié)果證明了僅僅兩個在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)建親本時面臨的挑戰(zhàn)之一便是育種效率過低。僅僅帶有兩個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)胞也是個難題，原因在于它們實在是太稀少了。得到這些精細(xì)胞后，我們用會圓形精細(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Y染色體基因的雄鼠。然而它還是健康地長大成鼠，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。”莫妮卡強調(diào)。不過，她相信這項研究的成果在未來也許會為男性不育研究提供重要參考意義。接下來，莫妮卡的團(tuán)隊可能會有兩個方向的研究。“我們會去研究多加入幾個Y染色體基因后會有何影響，”莫妮卡說：“另外，我們會試著將Y染色體整個去掉，看還能不能借助輔助生殖技術(shù)獲得后代。”
