非整倍性(即細(xì)胞中的染色體數(shù)目不正確)在早期胚胎中極其常見,是導(dǎo)致懷孕失敗的主要原因。4月9日,發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究中,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)非整倍性與母親的基因突變有關(guān)。令人意外的是,這種突變?cè)谌巳褐蟹浅3R?,似乎在進(jìn)化中發(fā)揮了積極的作用。
事實(shí)上,約75%的人類胚胎會(huì)出現(xiàn)非整倍性,大多數(shù)會(huì)導(dǎo)致懷孕失敗。女人卵細(xì)胞出現(xiàn)非整倍性(即減數(shù)分裂起源的非整倍性,meiotic-origin aneuploidy,MEOA)的可能性會(huì)隨著年齡的增加而增大。然而,即便卵細(xì)胞沒有問題,在胚胎細(xì)胞最初分裂的過程中也會(huì)引發(fā)一些錯(cuò)誤,即有絲分裂起源的非整倍性(mitotic-origin aneuploidy,MIOA)。
隨著體外受精(in vitro fertilization ,IVF)中胚胎篩選的出現(xiàn),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了MIOA是非常常見的。但是,不同的IVF夫妻之間發(fā)現(xiàn)MIOA的概率相差很大。為了了解引發(fā)這一差異的原因,研究小組調(diào)查了通過IVF生成的已滿3日的胚胎是否出現(xiàn)非整倍性與父母基因突變之間的關(guān)系。
全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association study ,GWAS)顯示,父母的遺傳標(biāo)記與MEOA的發(fā)生無(wú)任何關(guān)系;同時(shí),GWAS還顯示MIOA的出現(xiàn)與父親的基因組無(wú)任何關(guān)系。然而, MIOA卻與母親基因組4號(hào)染色體上的單核苷酸(SNP rs2305957)變異有著驚人的聯(lián)系。
SNP rs2305957位于編碼酶PLK4的基因附近,該酶對(duì)于有絲分裂過程中紡錘體的行動(dòng)非常重要。無(wú)論PLK4是否是影響胚胎中非整倍性增加的基因,rs2305957突變已經(jīng)被證明在不同人群中出現(xiàn)的頻率高達(dá)45%。
那么,為什么一個(gè)明顯有害的變異卻在人類中一直維持著呢?一方面,有可能這一突變與另一種有益的遺傳特性相關(guān);另一方面,有可能rs2305957變異本身可能也有益處。研究人員表示,這個(gè)結(jié)論看起來(lái)如此矛盾,真正的原因需要進(jìn)一步的研究去證實(shí)。