科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人類精子中具有獨特的DNA簽名

     英國利茲大學(xué)的大衛(wèi)·米勒博士、大衛(wèi)·埃勒斯與布拉德福德大學(xué)的馬丁·布林克沃思博士在該項研究上進行了合作。埃勒斯稱，在哺乳動物的精子中發(fā)現(xiàn)的這種此前從未被認(rèn)識到的DNA簽名包裝，也許對卵子的成功受精和胚胎發(fā)育來說是至關(guān)重要的，而且這也可能是古人類的起源。

    研究人員表示，如果沒有這把鑰匙，受精就不會成功；抑或即便受精成功，發(fā)育也無法正常進行。值得注意的是，發(fā)生在人類精子DNA包中的紊亂已知會造成男性不育癥或是妊娠失敗。這種“一把鑰匙開一把鎖”的機制還有其他深刻影響。它不僅解釋了為什么一些男性會產(chǎn)生不育的精子，也說明了不同物種是如何進化和保留其自己的身份的。

    米勒博士表示，到目前為止，醫(yī)生們一直無法了解特發(fā)性男性不育癥的原因，此項研究為了解為什么一些精子會出現(xiàn)失效或無法正常運行的情況提供了一個合理的解釋。

    如果將一個精子細胞的DNA進行釋放和拉伸，其實際長度將超過1米。為了適應(yīng)精子細胞頭部的微小空間，這些DNA就需要非常緊密地纏繞或包裹在一起。利茲大學(xué)的研究表明，在人類和小鼠的精子中，并不是所有的DNA都以同樣的方式進行包裝。絕大部分父系DNA以極其緊密的方式被壓縮，但也有一些DNA的包裝并不緊密。

    埃勒斯博士解釋說，在精子細胞中，DNA的包裝具有確定的模式。研究發(fā)現(xiàn)，這種模式在具有生育能力的毫不相干的男性中都是一樣的，但在無法生育的男性精子中則是不同的。這就意味著，DNA包裝與男性生育力之間具有非常明顯的直接相關(guān)性。

    對那些開放式的、不太緊密的包裝構(gòu)造中的DNA進行詳細分析后的結(jié)果表明，DNA攜帶了大量活躍基因的重要信息，而這些活躍基因?qū)σ龑?dǎo)胚胎發(fā)育是至關(guān)重要的。進一步的研究顯示，在一些無關(guān)的捐贈者的精子中也存在著同樣的構(gòu)造，該構(gòu)造與小鼠精子中存在的包裝模式具有非常高的相似性。

    因此，在開放構(gòu)造中的DNA區(qū)域要比緊密構(gòu)造中的DNA區(qū)域更易受到毒素(如香煙煙霧或某些抗癌藥物)的侵害。這也可能意味著，引發(fā)精子遺傳損害的任何可能都會對胚胎發(fā)育造成重大影響。

    此項發(fā)現(xiàn)也有助于解釋為什么跨物種之間的繁育幾乎無法成功。兩個物種之間的“鎖”和“鑰匙”無法匹配，因此要孕育出后代就無法實現(xiàn)。雖然有一些特例，如馬和驢也能孕育后代，但由于其精子和卵子的簽名不能匹配，導(dǎo)致胚胎的發(fā)育不正常，因此孕育出的后代也幾乎都是不孕的。

    研究人員認(rèn)為，同樣的機制也必定在人類的進化進程中發(fā)揮了作用。在人類的古代歷史中，尼安德特人和現(xiàn)代人共存了數(shù)千年。這兩個密切相關(guān)的物種間的性行為是無法排除的，但沒有證據(jù)表明，在我們的DNA中有任何這種交配的殘留物。雖然他們之間可能曾有過后代，但這些后代都無法存活太久；即便這些后代活了下來，他們也無法繁育。