自然情況下,人們生男生女的概率是一樣的都是50%。近日,科學(xué)家開發(fā)出一種簡單的方法能夠改變哺乳動物后代的性別。其關(guān)鍵在于控制精子表面的兩個分子,來改變攜帶X染色體與Y染色體精子的“游泳”速度。該研究發(fā)表在《PLOS Biology》期刊上。
眾所周知,哺乳動物后代性別取決于第23號染色體,即性染色體。攜帶X染色體的精子與卵子結(jié)合后會發(fā)育成女孩,而攜帶Y染色體精子與卵子結(jié)合后會生出男孩。多年以來,人們試圖通過各種各樣的方法將攜帶X染色體與Y染色體的精子分離開,從而達(dá)到控制生男還是生女的目的。
但是由于攜帶X染色體和Y染色體的精子共享相同的蛋白質(zhì),人們很難找到區(qū)分兩者的生物標(biāo)記。該研究的共同作者日本廣島大學(xué)的Masayuki Shimada教授發(fā)現(xiàn)有492個基因僅在攜帶X染色體的精子中有活性。研究人員對18條X染色體所攜帶的基因進(jìn)行編碼,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)X染色體中有一對基因(TLR7和TLR8)可以減緩精子活力但不損害受精功能。
TLR7/8配體抑制攜帶X染色體的精子的漸進(jìn)運(yùn)動
研究人員還發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)是由精子自身能量受損而造成的,可通過一定手段讓其得到逆轉(zhuǎn)。接著,研究人員嘗試通過控制TLR7和TLR8這兩個獨(dú)特的基因來改變精子自身所產(chǎn)生的能量。如此一來,精子便分成了兩種。接著,研究人員對小鼠進(jìn)行體外受精測試,發(fā)現(xiàn),能量較大“游泳”快的精子進(jìn)行體外受精時,90%的都是雄性小鼠;而能量較小“游泳”較慢的精子進(jìn)行體外受精時,出生雌性小鼠占據(jù)81%。
目前,將攜帶X染色體與Y染色體分離的方法相對復(fù)雜,通過使用特殊染料對DNA染色,然后用高功率激光進(jìn)行觀察,以測量DNA含量,擁有較多DNA的便是攜帶X染色體的精子,反之則是攜帶Y染色體的精子。傳統(tǒng)的分離方法不僅費(fèi)用昂貴,而且對精子存在一定的殺傷力,在很多物種中并不適用。
謝菲爾德大學(xué)Allan Pacey教授說:“多年來,人們一直在尋找將攜帶X與Y染色體的精子分開的方法,來影響農(nóng)場動物或出生人類的性別,但對其中具體的機(jī)制還知之甚少。這項(xiàng)研究非常有趣,因?yàn)樗C明了攜帶X和Y染色體的精子之間固有的生理差異。實(shí)驗(yàn)表明通過操縱攜帶X染色體精子表面上的兩個基因大大改變精子’游泳’的速度。”
科學(xué)家已經(jīng)用這種方法成功控制了牛和豬的出生比率。盡管因倫理問題,該方法尚且沒有在人類生殖技術(shù)中應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)或?qū)θ祟惡蛣游镌谌斯な诰洼o助生殖方面產(chǎn)生巨大影響。
弗朗西斯克里克研究所組長Robin Lovell-Badge FRS教授表示:“影響后代性別的因素還有很多。還有一些證據(jù)表明,人類的壓力可能會對生男孩或女孩的可能性產(chǎn)生微妙的影響。然而,我們想要確切證明這些基因的活動如何影響精子運(yùn)動還有很長的路要走。盡管經(jīng)過精子分揀后出生的老鼠表面上看起來很正常,但值得研究的是,在受精前激活這些受體是否會產(chǎn)生長期效應(yīng)。換句話說,不要試圖私下嘗試使用這種方法,以免影響生男孩或女孩的可能性。”
參考資料:
[1] PICKING THE SEX OF A BABY ONE STEP CLOSER AS SCIENTISTS SEPARATE X AND Y-CHROMOSOME-CARRYING SPERM: 'THE IMPLICATIONS WOULD BE COLOSSAL
[2] Scientists develop simple way to manipulate sex of offspring
[3] Picking the sex of a baby one step closer as scientists separate X and Y-chromosome-carrying sperm: 'the implications would be colossal'
[4] expert reaction to study looking at method of separating X and Y sperm in mice
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