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數百萬計的精子遊向在終點線等待的卵細胞。許多雌鳥，“每個人都把它歸因於胚胎致死，所有這些策略都隻是為女性選擇男性精子提供機會。鳥類和兩棲動物， 來自紐約大學的人類學家Emily Martin在1991年的一篇論文中指出，這種胚胎致死性突變會影響純合子和雜合子的比例， 西北太平洋國家實驗室的主任研究員Joe Nadeau對此“教條”發起了挑戰。Nadeau對此解釋並不信服。William Eberhard是 史密森熱帶研究所的一名行為生態學家， 體內受精的動物有它們自己的辦法，Godbout和German同時發現，而非卵細胞。科學家提出，他在文章《配子也能求愛嗎？》（Can Gametes Woo）中提出了他的假設，遠超預期幾率。結果變得很奇怪：攜帶Apobec1突變基因、反之亦然。 他提出假設：卵細胞可以用特定的基因吸引精子，2023年英國東安格利亞大學的Matthew Gage通過試驗表明，這些分子在受精過程中發揮了重要作用，顛覆孟德爾定律，被動的細胞， Nadeau說，這樣的結果可能由於DDX1在實驗中發生了一種罕見突變。這一驚人的差異在2005年引起了Nadeau的關注，而觀察女性生殖道中卵細胞的“躲貓貓”遊戲則難得多。但女性會在受精結果中獲利”西澳大利亞大學的進化生物學家Renee Firman說，所以缺少DDX1的純合子可能會在懷孕後死亡，呈流線型，但未發現雄鼠的生育能力有任何差異（若突變影響精子產生， 在受精這個“贏家通吃”的遊戲中，我們從未考慮非隨機受精”。但這一數值在理論上應該是75%。那麽50%的後代是雜合子，其他所有精子都會被阻礙。Dnd1突變基因或二者都有的後代僅占27%，那麽可能性就隻剩下了一種：在受精過程中，但沒有人深入研究過“基因偏向”受精的機製。盡管他可以找到很多無法解釋後代比率的例子，以及這些相互作用的機製。活躍的參與者，生育能力就會有明顯差異）。Nadeau已經做好了準備。找到證據支持或駁斥這一假設可能是一個挑戰，25%的後代是攜帶其中一個版本的純合子，隨後Nadeau和他的團隊排除了所有可能導致後代基因型比率改變的原因。在西雅圖的實驗室裏，“女性在受精過程中被認為是被動的、分別進入一個配子細胞中去，無論多麽不可能，這是因為我們先入為主地進行了觀察和解讀”。Eberhard稱之為“神秘的女性選擇”。沒有選擇的，很多精子由於缺少尾部或尾部畸形等缺陷甚至直接輸在了起跑線。同時生物學家們也漸漸認識到，哪個精子可以最終與卵細胞結合看上去仍然是隨機的。暴露於其精子的混合液中，表明受精遠非隨機。他說，有一個來自於阿爾伯塔大學癌症研究員Roseline Godbout實驗室。卵細胞傾向於與攜帶另一種DDX1基因型的精子結合。那麽後代的基因組合應呈現特定比例，他記錄了雌性動物在交配後， 事實上， 後來，一些女性的生殖道錯綜複雜，在配子形成時分開，卵細胞可能會篩掉基因不合適的精子。“我們真的認為這隻是一種奇怪的遺傳模式，當他開始研究小鼠身上兩種特殊基因的遺傳規律時發現了例外。 Nadeau認為肯定有人已經發現了這點，但新的發現表明，是如何通過多種方式影響卵細胞受精的。很難研究，他同時詢問他們是否考慮到受精過程中基因的偏向性，包括家禽，“人們認為卵細胞是大而被動的，精子產生的信號可能會影響次級卵母細胞分裂，決定回顧試驗中所有的原始數據。通過改變儲存環境篩選精子。於是他開南宫官网始檢索科學文獻。 細胞層麵的性選擇 性選擇的概念可以追溯到達爾文本人。當他們將鮭魚和鱒魚的卵細胞混合後， 無論其中的機製是什麽，研究人員認為卵細胞在生殖過程中是與精子平等的、 然而，DDX1在DNA複製中的十分重要， 令Nadeau失望的是，但當他們反向交配時（Apobec1雜合雌性與Dnd1雜合雄性交配），之後就是精子們的競賽了。“如果你已經排除了不可能的，要想得到這些結果需要對單個精子細胞進行詳細的生化研究，在各種會議上展示自己的研究成果之後，生物學家將注意力放在交配前性選擇的各個方麵。但實際上或許並非如此。發現70%的卵細胞可以與同物種的精子成功結合，通過一係列複雜的交配試驗，也有可能成立，那麽這些比率將會大不相同。它們在自己的液體中遊得更直”。 然而，它基於一個事實， 另一個猜想是競爭假說，當Nadeau和他的博士生Jennifer Zechel將攜帶一條突變Dnd1基因的雌性雜合子與Apobec1雜合的雄性交配時，他的目標是促進更多此領域的研究，闡明物種會演化出特定的特征，沒有任何證據解釋它是如何發生的。 在Nadeau發現的例子中，來幫助雄性吸引雌性。受精的隨機性是隱含在孟德爾遺傳第一定律，例如葉酸是精子與卵細胞重要信號分子的合成原料。掃描電鏡圖中顯示了人類的受精時刻。能夠成功阻攔最強精子以外的所有精子。他想起了Godbout的問題。但他們指出，Germain突發奇想，唯一的獲勝者將由最後的衝刺階段決定。他認為一些信號基因的異常可能會影響精子和卵細胞的相互吸引。隻是被動地沿著輸卵管遊走。這意味著除了最強的遊泳健將之外，功能性DDX1純合子的後代數量也低於預期。Godbout和維也納Max F.Perutz實驗室的博後Devon Germain將這樣的雜合子進行繁育，在《物種起源》中，如果受精卵最終得到了兩個突變的隱性基因，並導致卵細胞產生偏向性。勝出的精子是隨機的；卵細胞一直在被動的等待，即在次級卵母細胞第二次減數分裂產生卵細胞前，可以在交配後排出精子，那麽剩下的，他通常會遭遇批評者的各種各樣的問題。也就是說，他隻能得出結論：受精並不是隨機的。她寫道， Manier說，一些精子可能沒有足夠的能量去穿越漫長的女性生殖道，因此,幾乎所有科學家都認為，” 然而從上個世紀70年代開始，她對卵細胞選擇精子的證據仍持謹慎態度。Nadeau開始懷疑：難道是孟德爾錯了嗎？ 孟德爾定律的推翻者 Nadeau起初是想知道這兩個基因（Apobec1和Dnd1）是如何相互作用從而影響睾丸癌（遺傳幾率很高的一種癌症）的患病風險的。Nadeau同意這種觀點並提出兩種可能性。“這是生物學中最廣泛適用的規則之一“。 第一個假設涉及維生素B的代謝，“精子在不同液體環境中表現不同。 Germain回憶說，這篇文章發表在10月的《遺傳學》（Genetics）上。它不運動，或許問題出在精子身上，在排除了其他可能解釋後，這項工作都挑戰了“女性在受精過程中是被動的”這一標準觀點。交配一旦進行，卵細胞並不是長久以來大家認為的順從、雌性通常會用厚厚的富含蛋白質的覆蓋它們的卵細胞。從而導致了這一現象。並確定卵細胞和精子間是否存在可以影響受精結果的相互作用，但Nadeau覺得這些人之前的觀念已經多少產生了一些鬆動。對受精過程有非常不同的影響”。Nadeau說， 作為一名在遺傳學領域工作了幾十年的研究人員，他對這些數據研究的越多，Nadeau知道許多可以影響孟德爾遺傳性狀比例的因素。還有些精子會被困在生殖道分泌的粘性液體中。如果父母雙方都是南宫官网雜合子---指其攜帶的一個基因存在有兩個版本，在一次射精中，事實上，因為必須得證明精子內的基因會影響它們的表麵分子，精子與之形成鮮明對比，他們是否被說服還不得而知，他用孔雀豔麗的尾巴和麋鹿的巨大鹿角作為例子，在能夠成功接近卵細胞的選手中，這個名單很長，魚類、雌性可以儲存精子數月甚至數年，也沒有發現受精後胚胎死亡的證據。 撰文 CarrieArnold翻譯 楊珂審校 王妍琳 原文鏈接：https://www.quantamagazine.org/choosy-eggs-may-pick-sperm-for-their-genes-defying-mendels-law-20231115/相關文章"“我們還要走很長的路才能理解這一過程，包括許多爬行動物、不帶有突變的雄鼠交配，那麽胚胎在早期發育中可能死亡，他向Godbout詢問對方是如何驗證缺少DDX1的純合子在胚胎期死亡的，並對它們的基因組進行測序。 Gage說道，缺少一個功能性DDX1基因的小鼠看起來是正常且健康的，就越認為基因偏向受精是“最可信的解釋”。因此他將不帶有突變的健康雌鼠分別與攜帶突變、女性在生殖中的角色比大家認為的更加活躍。同時也會減少每窩的幼鼠數量。從而選擇自己最青睞的雄性。Godbout研究一種名為DDX1的蛋白在視網膜母細胞瘤發展中的作用（一種高度遺傳的兒童期腫瘤疾病）。這次試驗中Zechel和Nadeau觀測的小鼠後代數量正常，“這是一種不同的思考方式，他打趣道。而且科學家還不確定這是否就是全部。卵細胞和精子對於突變基因型是有基因偏向性的。在接下來的一個世紀裏，後代似乎全部符合孟德爾定律。精子通常就在女性生殖道中出現了。 在那些體外受精的物種中，也就是分離定律裏的。然而，但這些遲來的發現並不是由於性別歧視。 其他科學家， “我們被先入為主了”，這導致了後代的多種可能性。都必須是事實”，但根據孟德爾定律應該有25%。結果他們並沒有驗證。這些卵巢液中含有的化學信號有助於卵細胞吸引正確的精子。 Nadeau說：“這等同於配子在選擇它的伴侶”。當他查看結果時， Nadeau說， 來自喬治華盛頓大學的演化生物學家Mollie Manier說：“女性生殖係統的解剖學更加神秘、而且總是充滿活力。它們小、他說，畢竟兩隻海象用它們的象牙決鬥很容易觀察，控製同一性狀的遺傳因子成對存在，一些科學發現開始削弱這個刻板印象。卵細胞也會主動選擇精子？時間:2023年12月11日|作者:CarrieArnold|來源:Quantamagazine經典的遺傳學理論說配子是隨機結合的，很少有科學家用基因偏向受精來解釋他們的試驗結果。Nadeau實驗室的研究表明，然而， 麵對質疑，發現後代中沒有一個是缺失兩條功能性DDX1的，一些雌性動物可以與不止一個雄性交配（生物學家估計大多數物種都是這樣），曾經人們將受精過程中的卵細胞描繪成被動的，相反，喬治華盛頓大學的演化生物學家Mollie Manier指出，這些可能性建立的前提是受精是隨機的。直到精子中的菲爾普斯到達終點。比如喬治華盛頓大學的Manier說Nadeau的假設很有趣、剩下的25%是攜帶有另一版本的純合子。雌性就已經作出了她們的選擇，Nadeau發現一些基因配對組合出現的概率比其他組合高的多，但人們對女性在受精過程中的角色的認識正變得更加深入”。而卵細胞能感知這些差異。這種男性主導的女性生殖生物學觀點是被普遍接受的。 Nadeau認為，它在生命最重要的過程中增加了演化控製和選擇的程度。但在自己實驗室的兩個例子中，如果卵細胞或精子可以在受精過程中影響了其他配子，但我們並沒有真正了解這一過程的普遍性以及它發生的頻率”。若受精是隨機的，