基因突变可能与不育,早期的更年期
一项新的研究从圣路易斯华盛顿大学医学院的标识一个特定基因的未知影响生育能力的因素之一。在果蝇基因缺失时,蛔虫,斑马鱼和小鼠动物不育或失去生育能力异常早期但显得健康。对人类基因数据分析,研究人员发现这种基因变异与早期的更年期。
这项研究发表在《华尔街日报》8月28日科学的进步。
的人类基因被称为核被膜膜蛋白1 (NEMP1)——没有被广泛研究。在动物身上,相同基因的突变与青蛙的眼睛发育受损有关。
新发现的研究人员并没有试图研究生育。相反,他们使用基因技术基因参与发展的早期胚胎果蝇。
“我们阻止一些果蝇基因表达,但发现他们的眼睛很好,”资深作者海伦麦克尼尔说,博士,拉里·j·夏皮罗和卡罗尔·安·Uetake-Shapiro教授和贝研究员医学院。“那么,我们开始试图找出这些动物可能还有其他问题。他们看起来健康,但令我们吃惊的是,原来她们完全无菌。我们发现他们有明显缺陷的生殖器官”。
虽然不同的物种中,雄性和雌性都有生育问题时失踪的这个基因。在女性,研究人员发现,信封包含卵细胞的细胞核有机体重要隔间持有一半的chromosomes-looked像软盘气球。
“这整个身体基因表达,但我们没有看到这个软盘气球结构在任何其他的细胞核,”麦克尼尔说,也发育生物学教授。“这是一个提示我们偶然发现了一个基因,在生育能力都有一个特定的角色。我们看到的影响首先在果蝇,但我们知道蛋白质是跨物种共享。和一群很棒的合作者,我们也把这种基因在蠕虫、斑马鱼和小鼠。它是如此令人兴奋的看到这种蛋白质,存在于许多细胞全身在生育这样一个特定的角色。这不是一个巨大的飞跃在人们怀疑它有作用。”
研究这个软盘球状核被膜,研究人员使用了一种叫做原子力显微镜首先把针插进细胞,渗透的外膜然后细胞核的膜。所需的力量渗透膜为科学家提供了一种衡量的刚度。外膜正常的刚度时,原子核的膜柔和得多。
“有趣的问是否僵硬的核膜鸡蛋对人的生育率也很重要,”麦克尼尔说。“我们知道在这种基因变异与早期的更年期。当我们研究这个缺陷在老鼠身上,我们可以看到,卵巢已经失去了池他们与生俱来的卵细胞,决定生育的寿命。因此,这一发现提供了一个潜在的解释为什么这种基因突变的女性可能早期的更年期。当你失去你的鸡蛋,你进入绝经期的时间。”
麦克尼尔和她的同事们怀疑核膜之间找到平衡是顺从足以使染色体生殖目的一致,但僵硬足以保护他们免受卵巢的压力的环境。随着年龄的增长,卵巢发育的胶原蛋白与潜在创造机械应力没有出现在胚胎卵巢。
“如果你有一个软核,也许无法处理环境,”麦克尼尔说。“这可能是触发鸡蛋的死的线索。我们还不知道,但我们计划的研究来解决这个问题。”
在这些研究中,麦克尼尔说,他们发现只有一个失踪这个特定基因的小鼠其他问题:他们是贫血,这意味着他们缺乏红细胞。
“正常成人红细胞没有细胞核,”麦克尼尔说。“有一个阶段当核膜凝结,开除了年轻红细胞在骨髓中发展。这些小鼠的红细胞不这样做正确,死在这个阶段。与软盘核膜,我们认为年轻红细胞没有幸存的另一个机械压力的情况下。”
研究人员想要调查的女性生育问题是否在NEMP1突变。帮助建立这种联系是否因果,他们开发了人类胚胎干细胞,使用CRISPR基因编辑技术,给出了具体的突变NEMP1基因数据库中列出与不孕症有关。
“我们可以直接这些干细胞细胞成为鸡蛋和核膜上看到这些突变产生什么影响,”麦克尼尔说。“有可能有完美的健康女性走路缺少NEMP蛋白质。如果这被证明导致不育,至少这方面的知识可以提供一个解释。如果事实证明女性缺乏NEMP不育,必须做更多的研究,在我们开始之前询问是否有办法解决这些mutations-restore NEMP,例如,或找到其他方法来支持核被膜刚度。”
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