卵子成熟的“預(yù)警開關(guān)”被找到

南農(nóng)科研成果發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊上

南報網(wǎng)訊（通訊員 許天穎 記者 談潔）卵子成熟是動物繁殖及生命延續(xù)的基礎(chǔ)，既往的研究發(fā)現(xiàn)，如果卵子在成熟過程中染色體排列出現(xiàn)異常，紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)會實(shí)施“報警”，防止非整倍體卵子的產(chǎn)生，從而阻斷異常卵子成熟與受精。近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，這一報警機(jī)制的“傳感源”來自于染色體上一個叫做Esco2的黏合調(diào)控蛋白，是它最先發(fā)出“預(yù)警信號”，并通過一系列分子網(wǎng)絡(luò)及信號通路，將信號傳遞給紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)，最終成功“報警”。這一成果發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《核酸研究》Nucleic Acids Research，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院碩士研究生盧亞娟為第一作者，熊波教授為通訊作者。

研究發(fā)現(xiàn)，染色體黏合調(diào)控蛋白Esco2在卵子成熟過程中有著不同于體細(xì)胞的新底物和新功能，研究者通過分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)及生物化學(xué)等手段證明了Esco2這一“預(yù)警開關(guān)”的分子信號傳輸通路：Esco2是通過結(jié)合組蛋白H4并維持H4K16的乙?；癄顟B(tài)，從而調(diào)控紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)及動粒功能，防止非整倍體卵子的產(chǎn)生。

盧亞娟告訴記者，哺乳動物卵母細(xì)胞通過一系列結(jié)構(gòu)及分子變化發(fā)育為成熟卵子，進(jìn)而與精子結(jié)合產(chǎn)生受精卵啟動后續(xù)胚胎發(fā)育，逐步形成個體的各種組織與器官。在這其中，染色體的正確排列和精確分離是保證卵子成熟的關(guān)鍵，染色體的錯誤排列會激活紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)引發(fā)中期阻滯，無法獲得成熟卵子；染色體的錯誤分離會產(chǎn)生非整倍體卵子，導(dǎo)致早期胚胎致死，流產(chǎn)及出生缺陷。

熊波進(jìn)一步解釋，以往的研究發(fā)現(xiàn)了紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)會實(shí)施“報警”，防止非整倍體卵子的產(chǎn)生，阻斷異常卵子與精子的結(jié)合。這次研究的重大突破在于，發(fā)現(xiàn)了控制“報警器”的“預(yù)警開關(guān)”Esco2，以及從“預(yù)警開關(guān)”（ Esco2）到“報警器”（ 紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)）之間的分子信號傳輸通路。

熊波告訴記者，Esco2是個“活躍分子”，在動物的體細(xì)胞和生殖細(xì)胞中都存在，在體細(xì)胞中，Esco2猶如一把“鎖”，能夠在細(xì)胞發(fā)育的合成期，牢牢地“鎖”住染色體，保證其成功配對。而最新的研究則發(fā)現(xiàn)了Esco2在生殖細(xì)胞中，作為卵子成熟“預(yù)警開關(guān)”的全新功能。  

據(jù)了解，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的這項(xiàng)研究的重大應(yīng)用價值在于，科學(xué)家們可以將染色體黏合調(diào)控蛋白Esco2作為重要的參考指標(biāo)之一，來預(yù)先判斷卵子成熟與否。一旦Esco2發(fā)生變異，即“預(yù)警開關(guān)”失靈，“報警器”就無法接收到預(yù)警信號，從而無法阻止異常卵子的生成，導(dǎo)致早期胚胎致死率、流產(chǎn)率及出生缺陷率大大提升。這項(xiàng)研究不僅為全面認(rèn)識卵子質(zhì)量的影響因素和動物繁殖機(jī)制奠定了重要基礎(chǔ)，對于人類的生育機(jī)制也具有重要的啟示意義。