《Science》驚世之作，改寫教科書！

《Science》最新一篇文章報道，胚胎細胞內實際上有2個紡錘體，各自負責一組父母遺傳信息，換句話說，來自父母雙方的遺傳信息在第一次分裂時，始終保持著分離！

長期以來，人們認為在胚胎的第一個細胞分裂過程中，1個紡錘體（spindle）負責將胚胎的染色體分離成兩個細胞。《Science》最新一篇文章報道，胚胎細胞內實際上有2個紡錘體，各自負責一組父母遺傳信息，換句話說，來自父母雙方的遺傳信息在第一次分裂時，始終保持著分離！

這種雙紡錘體的形成，可以解釋哺乳動物早期發育（前幾個細胞分裂）的高錯誤率。「我們的目標是尋找為什麼第一次分裂會導致如此多的錯誤，」EMBL項目領導人Jan Ellenberg說。「我們在昆蟲這樣的簡單生物中發現過雙紡錘體，但從未想過，高級的哺乳動物也存在這種情況。這一發現讓人大吃一驚，如今這個時代，你真應該時刻準備好迎接意外。」

解開20年的古老謎題

科學家們一直認為親本染色體各自佔據了2細胞胚胎細胞核的兩個半月形部分，但並不清楚這種情況是如何產生的。

「首先，我們只研究了父母染色體的運動，但我們並無法理解造成分離的原因，」文章一作Ellenberg課題組科學家Judith Reichmann說。「當我們聚焦於微管（形成紡錘絲的動態結構）時，我們第一次觀察到了雙紡錘體。這個埋藏了20年的秘密終於解開了。」

有絲分裂

有絲分裂是細胞分裂的過程，一個細胞分裂成兩個子細胞。它發生在多細胞生物體的整個生命周期，在生物體生長發育階段尤為重要。有絲分裂的關鍵步驟是將基因組的同一拷貝傳遞給下一代細胞。要做到這一點，DNA需要被複制並組織成緻密的絲狀結構（被稱為染色體）。然後染色體附著在組織成紡錘體的長蛋白質纖維上，將染色體拉開，觸發兩個新細胞的形成。

紡錘體

紡錘體由細管狀蛋白質（被稱為微管）組裝而成。在動物細胞有絲分裂過程中，微管動態地生長並自組織成圍繞染色體的雙極紡錘體。微管纖維向著染色體生長並與它們連接，為子細胞的染色體分離做準備。通常，每個細胞只有一個雙極紡錘體，然而，這項研究表明，在第一個細胞分裂中有兩個：一個為母體染色體的，一個為父體的。

新的分子靶標

「雙紡錘體的發現，解釋了一種以前不明原因的常見錯誤，」Ellenberg解釋。這種錯誤會導致多核細胞終止發育。「現在我們有了一個追蹤和識別新分子靶點的新機制。目前，最重要的是確認它是否適用於人類。這可以改善人類不育症治療。」

生命的開始

此外，本文還會影響立法。在一些國家，法律規定人類生命一旦形成（母本和父本核融合後）就受到保護。如果人類也有雙紡錘體，那麼這個定義就不完全正確了，因為第一個細胞分裂後才會發生父母核融合。

技術

這篇文章的最大功臣是Ellenberg實驗室開發的光片顯微鏡技術（light-sheet microscopy）。因為胚胎對光非常敏感，常規光學顯微術會對其造成損壞。實時3D光片顯微成像技術的高速度和空間精度極大地減少了胚胎的光暴露量，使得科學家們觀察到了先前隱藏的過程。

原文標題

Double trouble at the beginning of life

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