揭示染色体不对称分配到卵子中之谜

你的每一个细胞含有23对染色体，就每对染色体而言的1条染色体遗传自你的父亲，另外一条染色体遗传自你的母亲。理论上，当你产生配子---精子或卵子时，每条染色体具有50：50的机会分配到配子中。但是实际情形并不是如此。

科学家们已视察到染色体能够“欺骗”，从而让它们不对称地进入到生殖细胞中。如今，在1项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学的研究人员展现了这类不对称性如何在雌性细胞中产生。通过仔细地视察和研究小鼠**，他们检测到增进减数分裂产生的纺锤体出现不对称性散布的份子信号。减数分裂是产生配子的细胞分裂进程。他们发现在减数分裂期间，某些染色体利用这类不对称性散布自我移动到细胞的“正确的”1边，终究出现在卵子中。

通过了解减数分裂中的1个常见的但依然知之甚少的方面，这些发现可能让人们更好地理解减数分裂，包括减数分裂中的毛病如何和为什么能够出现。在减数分裂期间，将染色体分配到配子中产生毛病是致使某些流产和唐氏综合征等疾病的根本缘由。

就雌性动物而言，减数分裂的终究阶段产生1个会变成有活力的卵子的细胞和另外一个被称作极体的细胞。极体通常会被降解。

为了理解这类不对称的染色体分配，这些研究人员侧重关注小鼠**中的减数分裂纺锤体，即1种由附着到染色体上的微管组成的结构。在细胞分裂之前，这类减数分裂纺锤体将这些染色体拉到细胞的两个相反的边：细胞的1边终究产生卵子，故而被称作卵子边；细胞的另外一边更靠近于皮质，故而被称作为皮质边。通过研究小鼠**中的微管，他们发现1种被称作酪氨酸化的修饰存在着不对称散布：细胞的卵子边要比皮质边具有更少的这类修饰。这类不对称性仅当减数分裂进程中纺锤体从细胞的中间位置向皮质那边移动时才会存在。

论文通讯作者、宾夕法尼亚大学文理学院生物学副教授MichaelLampson说，“这就告知我们肯定有1种致使酪氨酸修饰的信号来自于皮质。问题是这类信号是甚么？”

这些研究人员已对增加细胞皮质边中的基因表达的份子有了1些了解。为了验证CDC42是不是致使这类不对称的酪氨酸化，他们采取了他们之前设计的1种实验系统，该系统利用1种光敏感的测试方法将CDC42选择性地富集在纺锤体极的1边上。他们的结果提示着CDC42最少部份引诱酪氨酸化不对称散布，因此引诱纺锤体在分裂细胞中不对称散布。

通过肯定这类不对称散布存在和它是如何产生的，这些研究人员着手证实这类不对称性能够让染色体发挥欺骗手段。为此，他们侧重关注着丝粒，即附着到纺锤体上的染色体区域。他们让两种小鼠品种进行杂交，终究取得每一个细胞中都具有两种着丝粒类型---1种更大的着丝粒和1种更小的着丝粒---的小鼠。

基于这些研究人员初期的研究，他们已知道更大的着丝粒偏好地分配到配子中。在当前的研究中，他们证实这类更大的“更强的”着丝粒确切更可能地移向细胞中的终究产生卵子的纺锤体极。

当这些研究人员通过让CDC42和其他的靶标产生突变而破坏这类纺锤体不对称散布时，这类着丝粒定向差异消失了。

Lampson说，“这就将纺锤体不对称散布与染色体或着丝粒欺骗的观点相干联在1起。”

但是这1结果也提出了1个问题：鉴于当纺锤体在细胞的中间位置开始移动时，着丝粒已不对称地附着到纺锤体上，那末着丝粒的偏好定向是什么时候产生的呢？

通过对活的小鼠**进行成像视察，这些研究人员发现这些“更强的”着丝粒要比“较弱的”着丝粒更可能从纺锤体上脱落下来，而且如果它们向细胞的皮质边定向时，它们特别可能脱落下来，据猜想，这是为了它们翻转和自我定向到细胞的卵子边。这些较弱的着丝粒仅很少脱落下来，而且对细胞的1边或另外一边没有偏好性。

在未来的研究中，Lampson和他的团队希望进1步探究着丝粒的哪些特点让它们变强或变弱。

Lampson说，“这项研究给人们提供了1些关于着丝粒不对称分配的1些好信息，但是它也带来了很多其他的问题。比如，我们的着丝粒为什么看起来是这样的？它们如何经过进化在这些竞争中取胜？这些都是我们还不太了解的基本生物学问题。”

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