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Nature子刊:卵细胞为何不能优雅的老去

标签:卵细胞 错配
摘要 : 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。

 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。

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。”

原文标题:Bivalent separation into univalents precedes age-related meiosis I errors in oocytes

原文摘要:The frequency of chromosome segregation errors during meiosis I (MI) in oocytes increases with age. The two-hit model suggests that errors are caused by the combination of a first hit that creates susceptible crossover configurations and a second hit comprising an age-related reduction in chromosome cohesion. This model predicts an age-related increase in univalents, but direct evidence of this phenomenon as a major cause of segregation errors has been lacking. Here, we provide the first live analysis of single chromosomes undergoing segregation errors during MI in the oocytes of naturally aged mice. Chromosome tracking reveals that 80% of the errors are preceded by bivalent separation into univalents. The set of the univalents is biased towards balanced and unbalanced predivision of sister chromatids during MI. Moreover, we find univalents predisposed to predivision in human oocytes. This study defines premature bivalent separation into univalents as the primary defect responsible for age-related aneuploidy.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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