由於卵細胞分裂錯誤，10％到25％胚胎染色體數目異常
西北大學最近的兩項研究揭示神秘的出生缺陷和流產的主要原因，為在一個可以理解但至關重要的基因研究領域的進一步研究打下了基礎。
該研究研究觀察卵細胞(卵母細胞)產生過程中發生了什麼，卵細胞受精後發育成為胚胎。發現10%到25%的人類胚胎因為卵子不能正常分裂包含錯誤數量的染色體，這是一個卵細胞獨有的問題。
這些錯誤是流產和出生缺陷如唐氏綜合症的主要原因，而且這些錯誤的發生率隨著女性年齡的增長顯著上升。考慮到越來越多女性選擇在大齡後才成家，理解為什麼卵細胞更傾向於這種分裂錯誤是至關重要的。
第一項研究發表在3月份《Journal of Cell Biology》雜誌上，表明卵母細胞使用一個創新的策略來發現和防止在細胞分裂的錯誤，而第二個研究中，9月26日發表在《PLOS Genetics》發現細胞分裂過程必不可少的新蛋白質，並且發現分裂時如果未能幫助確保胚胎染色體數目正常後一個後備蛋白質開始合成並執行功能。
「總的來說,這兩項研究顯示卵細胞與來自其他類型的細胞截然不同，這可能會揭示為什麼生殖過程可以那麼容易出錯，」通訊作者，西北大學Weinberg藝術與科學學院分子生物科學助理教授Sadie Wignall說，「解決這個謎團將是延長女性生育年齡的第一步。」
產齡與染色體異常的關係
Wignall研究的結構稱為紡錘體，一個細胞分裂過程中染色體分離精心設計的球狀結構。在大多數細胞，稱為中心小體的結構幫助組織紡錘體，確保它能精確分離染色體，保證每個新分裂細胞的真正確的染色體數。然而，在卵細胞的紡錘體缺乏中心體，從而導致重要疑問為什麼卵細胞分裂時更容易出錯。
發表在9月的研究中Wignall和她的團隊發現，由於缺乏中心體，，兩種蛋白質KLP-15和KLP-16，是卵細胞分裂必不可少的。研究人員將這兩種蛋白質敲除後，發現沒有形成正常的橄欖球狀的紡錘體，紡錘體結構坍塌成凌亂的球狀。更讓他們驚訝的是，儘管存在缺陷，有一個備用蛋白開始合成幫助分離染色體到兩個子細胞中。
左上為正常細胞分裂時的紡錘體，右下為KLP-15和KLP-16敲除後形成的凌亂的紡錘體
「我們驚奇地發現，該蛋白質的搶險工作只是作為正確組織紡錘體的備用，」 Wignall說。
問題是如果在卵母細胞有這個備用救援存在，為什麼10%到25%的胚胎最終仍不可育的的。Wignall說，一種推測是，這種備用蛋白質隨著女性年齡的增長降低或耗盡了。
「雖然這些細胞基本機制可能很難理解，但是它們直接影響女性生育和不育，」 Wignall說。「我的實驗室專註於這個，希望有一天，我們的研究可以幫助人們在體外受精診解決生育問題。
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