科学家揭开哺乳动物卵子寿命长的秘密
2024/04/05 | via.媒体 西班牙《先锋报》网站 | 收藏本文
未成熟的卵子有一个储存和排出有毒物质(被称为蛋白质聚合物)的隔间。如果这些有毒物质不被清除,就会阻碍卵子正常成熟,使胚胎发育的早期阶段无法顺利进行。这项在小鼠身上进行的研究揭示了哺乳动物不孕的一个可能原因,但研究结果是否适用于人类仍有待观察。
这项研究由巴塞罗那基因调控中心牵头,研究论文2月20日发表在美国《细胞》双月刊上,或有助于揭开人类等物种的卵子寿命长达近50年这一几乎从未被探索过的谜团。
巴塞罗那基因调控中心的研究员加加夫列莱·扎法尼尼在西班牙科学媒介中心组织的新闻发布会上解释说:“卵细胞是具有超长寿命的细胞,其寿命长达数十年,但它必须保持清洁、完整,才能将包括脱氧核糖核酸(DNA)在内的所有成分传递给胚胎。”
与仅为胚胎提供遗传物质的精子不同,卵子会传递其内部的所有元素,因此面临着双重挑战:卵子必须存活很长时间,而且内部必须保持原始状态。而所有这一切都离不开分裂,这是细胞消除可能威胁其正常功能的有毒物质的主要机制之一。
细胞成功分裂的原因可能是其内部没有有毒物质,但巴塞罗那基因调控中心的研究人员发现事实并非如此。他们发现,卵子中含有蛋白质聚合物——有缺陷的蛋白质聚集成块,具有毒性,最终会杀死细胞。在神经元中存在的这些聚合物,与阿尔茨海默病、帕金森病和渐冻症等神经退行性疾病有关。
与之不同的是,在卵母细胞(未成熟的卵子)中,这些聚合物虽然存在,但不会影响细胞的健康。科学家发现,这是因为它们没有分散在细胞内部,而是集中在一个非常大的区块中,他们将其命名为“ELVA”。扎法尼尼表示,ELVA是一种囊泡聚集体,它能将蛋白质聚合物封闭起来,使其处于无毒状态,不会对细胞造成危害。这种情况非常出人意料,因为通常情况下,构成ELVA的所有囊泡都是单个囊泡,而在卵子里,它们都粘在一起,形成一个聚合体。
扎法尼尼所说的囊泡是一组负责降解有毒物质的颗粒,是细胞用来保持自身健康的一种工具。在通常情况下,细胞内的囊泡会立即降解蛋白质聚合物。而ELVA则把它们储存在细胞内,直到卵子成熟时才降解。研究人员认为这是一种节能机制。卵子需要存活很长时间,如果让这些结构持续保持活跃,将耗费大量能量。
然而,当卵子成熟时,它必须在受精前清除有毒物质。研究小组发现,如果卵子受精后,蛋白质聚合物仍留在细胞内,那么卵子就无法达到胚胎发育的早期阶段。因此,该项研究得出结论,这些隔间的功能失常可能是导致不孕的原因之一。
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