Science：颠覆教科书！科学家首次看清受精卵分裂第一步（动图）

药明康德/报道

我们每个人的生命都诞生于受精卵。教科书说，当父母的精子与卵子融合后，来自双亲的染色体共同组成了我们的遗传蓝图，联手开启了胚胎发育的过程。

而来自德国的一支团队发现，来自父母的染色体在初次碰面时，竟还保持了一定的安全距离。在受精卵的第一次分裂过程中，这些染色体并非携手共进，而是自顾自的分离。这项重磅研究今日发表在了顶尖学术期刊《科学》上，颠覆了我们对受精卵分裂第一步的基本认知。

▲这项研究得到了《科学》的同期专题报道（图片来源：《科学》）

事实上，在多年前，细心的科学家们就发现，在受精卵中，来自精子和卵子的染色体似乎处在不同的位置。但受显微技术发展的限制，我们一直没有从中看出个所以然来。这是因为胚胎对光非常敏感。一旦光照过强，就会影响发育。在这项研究中，科学家们开发出了一种全新的显微技术，能集中观察感兴趣的胚胎区域。这样一来，整个胚胎受到的影响就被了降到最低。

随后，这支团队别出心裁地想到用不同的颜色来标记父亲和母亲的染色体，后续的观察则让他们大感意外和欣喜：首先，不同来源的染色体的确处于不同的位置，支持了过去的简单观察结果；其次，这些染色体竟会在受精卵的分裂过程中各自为政，单独分离！

▲用不同颜色标记的父母染色体，在受精卵分裂时表现出了各自为政的态势（图片来源：《科学》视频截图）

这是人类首次观察到这一现象。目前我们还不知道这样做有什么好处，但有一点可以确认：两套染色体分离系统，肯定要比一套分离系统更容易出错。稍有不慎，后代细胞中就有可能出现多个细胞核，影响胚胎发育。

为了测试这个想法，研究人员们又进一步用药物处理了受精卵，而结果也正如他们所料——在药物的影响下，来自父母的染色体，其分离的同步率不够高，方向也不够一致。因此，分裂后的细胞容易出现多个细胞核。

▲正常的受精卵分裂中，形成的纺锤体较为集中（图片来源：《科学》视频截图）

▲正常的受精卵分裂中，两个纺锤体的同步率较高，初看之下，还以为是一个纺锤体（图片来源：《科学》视频截图）

▲在药物作用下，未能正确排列的纺锤体，会带来多个细胞核（图片来源：《科学》视频截图）

▲另一个出现问题的案例（图片来源：《科学》视频截图）

“（我们观察到的）双重纺锤体找到了一个先前未知的机制，并能潜在解释哺乳动物胚胎首次分裂过程中的一些常见错误，”该研究的通讯作者Jan Ellenberg教授说道：“如今，我们有了一个全新的机制，也找到了新的分子目标。接下来的重要一步是检验在人体中是否也有这个机制，这会带来极富价值的信息。比如说，这些信息能改善人类的不孕疗法。”另外一些研究人员则指出，这些发现解决了20年来关于受精卵分裂的一大谜题。

▲本研究的示意图（图片来源：《科学》；GRAPHIC: N. DESAI/SCIENCE）

在造福不孕不育的患者之外，这项研究还有一个重要意义，那就是告诉我们，即便在生物学上取得了诸多进展，我们对于细胞运作的一些基本机制，其实还有很多不了解的地方。在自然面前，人类不应满足于过去的发现，而是应当保持谦逊，才能更好地挖掘出生命更深层的奥秘。

点击“阅读原文”，即可访问《科学》的特别评论。

本文题图来自REICHMANN ET AL（参考资料[1]）

参考资料：

[1] Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos

[2] Double trouble at the beginning of life

[3] Parental chromosomes kept apart during embryo's first division

---

癌症突破

智慧之光

大脑逻辑 | 母爱 | 脑细胞 | 阿兹海默病血检 | 孤独 | 可乐 | 生酮饮食 | 阿兹海默病毒假说

热门前沿