通過體外受精生育的后代中男孩往往比女孩多,這有科學(xué)依據(jù)嗎?日前,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)田見暉教授引領(lǐng)的研究發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象與X染色體失活有關(guān),體外受精過程雌性胚胎中的一個X染色體沉默是導(dǎo)致體外受精小鼠性別比例失調(diào)的原因,此外該團隊還揭示了通過改變胚胎植入前IVF胚胎的生長環(huán)境可逆轉(zhuǎn)這種性別失調(diào),相關(guān)研究成果于3月7日發(fā)表于《PNAS》雜志上。
中國科學(xué)家破解試管嬰兒性別比例失調(diào)之謎
在美國,大約有1.5%的新生兒受益于試管嬰兒技術(shù),在其他地方,通過試管嬰兒生育的概率高達4%。輔助生殖技術(shù)也廣泛應(yīng)用于牛、豬以及其他家畜的育種過程中。從90年代開始研究人員就開始記錄體外受精后代偏雄性的現(xiàn)象。在過去的十年中,研究人員在人類體外受精胚胎中也出發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象,但缺乏一致的證據(jù)。
在該研究中,研究人員通過比較體外受精與正常受孕小鼠胚胎X染色體印跡,結(jié)果發(fā)現(xiàn)X染色體失活似乎受Xist基因的表達以及Rnf12蛋白(ringfingerprotein)的影響。Xist是雌性哺乳動物一個X染色體的轉(zhuǎn)錄沉默所需的一個長非編碼RNA,Rnf12是Xist基因的上游調(diào)控因子,在磁性胚胎中Xist基因和Rnf12的表達均受受損,但在雄性胚胎中則正常表達。研究人員通過實驗室方法上調(diào)Rnf12的表達來拯救Xist基因。研究人員通過在胚胎植入前的培養(yǎng)環(huán)境中添加視黃酸有效扭轉(zhuǎn)了體外受精小鼠的性別比例。
研究人員說,“我們的研究不僅揭示了體外受精過程中雌性妊娠丟失及后代性別失調(diào)的機制,同時還揭示了通過改變體外受精的培養(yǎng)環(huán)境來扭轉(zhuǎn)后代性別失調(diào)的問題,為探索體外受精相關(guān)的并發(fā)癥提供一個新的路線。”
關(guān)于X染色體失活
雌性哺乳動物攜帶兩個版本的X-染色體,而雄性則攜帶一個X-染色和一個Y-染色體,為了抵消雙劑量同一基因可能產(chǎn)生的毒性,X-染色體上的大多數(shù)基因都被沉默,該過程為X染色體失活。X染色體失活或里昂化(lyonization)是指雌性哺乳類細(xì)胞中兩條X染色體的其中之一失去活性的現(xiàn)象,過程中X染色體會被包裝成異染色質(zhì),進而因功能受抑制而沉默化。
國際專家對該研究的態(tài)度
加利福尼亞大學(xué)生殖內(nèi)分泌專家PauloRinaudo表示,“先前研究者們就開始懷疑X染色體失活對體外受精后代性別產(chǎn)生重要的影響,該研究在探索該機制中作了很大的貢獻。”
紐約大學(xué)蘭貢醫(yī)學(xué)中心DavidKeefe說,“如果輔助生殖技術(shù)如體外受精真的改變了基本生育過程,那么表觀遺傳學(xué)修飾是否會受體外受精的影響?性別失調(diào)只是冰山的一角。”
南加州大學(xué)的KristinBendikson說,“這就是我們在體外受精實驗室中需謹(jǐn)慎行事的原因”,她對中國研究團隊改變胚胎植入前IVF胚胎生長環(huán)境留下了深刻的印象,“這提醒了每個人,我們在實驗室里的每個行為都將影響胚胎遺傳學(xué),這是個非常重要的一課。”然而,該研究是否能用于人類還有待研究,Bendikson指出,“所有物種體內(nèi)的機制都存在差異,將該研究結(jié)果轉(zhuǎn)化為人類證據(jù)還需謹(jǐn)慎。”
延伸:輔助生殖IVF對表觀遺傳學(xué)的影響
動物和人類體外受精(IVF)的出現(xiàn)意味著新有機體的不同尋常時代已來臨。日前,發(fā)表于《BiologicalResearch》雜志上的論文綜述了IVF等輔助生殖技術(shù)對表觀遺傳學(xué)的內(nèi)在影響,并揭示了與輔助生殖相關(guān)的表觀遺傳學(xué)將有可能跨代遺傳。哺乳動物受精發(fā)生在母體輸卵管,母體輸卵管是保證配子相遇和胚胎第一階段發(fā)展的地方。在胚胎第一次發(fā)育時,表觀遺傳重編程對正常胚胎的命運至關(guān)重要,然而這種表觀遺傳重編程非常容易受到環(huán)境變化的影響,如體外受精中涉及到的體外培養(yǎng)、營養(yǎng)、光、溫度、氧分壓、胚胎產(chǎn)婦信號等可影響該過程的穩(wěn)定性。