科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人類精子中具有獨(dú)特的DNA簽名

     英國(guó)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(xiàng)研究上進(jìn)行了合作。埃勒斯稱，在哺乳動(dòng)物的精子中發(fā)現(xiàn)的這種此前從未被認(rèn)識(shí)到的DNA簽名包裝，也許對(duì)卵子的成功受精和胚胎發(fā)育來(lái)說(shuō)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(méi)有這把鑰匙，受精就不會(huì)成功；抑或即便受精成功，發(fā)育也無(wú)法正常進(jìn)行。值得注意的是，發(fā)生在人類精子DNA包中的紊亂已知會(huì)造成男性不育癥或是妊娠失敗。這種“一把鑰匙開(kāi)一把鎖”的機(jī)制還有其他深刻影響。它不僅解釋了為什么一些男性會(huì)產(chǎn)生不育的精子，也說(shuō)明了不同物種是如何進(jìn)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(wú)法了解特發(fā)性男性不育癥的原因，此項(xiàng)研究為了解為什么一些精子會(huì)出現(xiàn)失效或無(wú)法正常運(yùn)行的情況提供了一個(gè)合理的解釋。

    如果將一個(gè)精子細(xì)胞的DNA進(jìn)行釋放和拉伸，其實(shí)際長(zhǎng)度將超過(guò)1米。為了適應(yīng)精子細(xì)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(jìn)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(shuō)，在精子細(xì)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(wú)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(duì)那些開(kāi)放式的、不太緊密的包裝構(gòu)造中的DNA進(jìn)行詳細(xì)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(jìn)一步的研究顯示，在一些無(wú)關(guān)的捐贈(zèng)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(kāi)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(huì)對(duì)胚胎發(fā)育造成重大影響。

    此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)也有助于解釋為什么跨物種之間的繁育幾乎無(wú)法成功。兩個(gè)物種之間的“鎖”和“鑰匙”無(wú)法匹配，因此要孕育出后代就無(wú)法實(shí)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(jī)制也必定在人類的進(jìn)化進(jìn)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(gè)密切相關(guān)的物種間的性行為是無(wú)法排除的，但沒(méi)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(guò)后代，但這些后代都無(wú)法存活太久；即便這些后代活了下來(lái)，他們也無(wú)法繁育。