當(dāng)精子與卵子結(jié)合后，要形成一個(gè)完整的胚胎，許多環(huán)節(jié)必須精確無(wú)誤。其中一個(gè)關(guān)鍵步驟，是將來自父母的DNA重新組織為統(tǒng)一的基因組，以便胚胎順利完成第一次細(xì)胞分裂。

長(zhǎng)期以來，科學(xué)界普遍認(rèn)為，盡管精子和卵子的DNA包裝方式不同，但它們?cè)谌旧w著絲粒（centromere）上的特征卻是一致的。著絲粒是細(xì)胞分裂時(shí)“拉動(dòng)”染色體分離的關(guān)鍵區(qū)域，其身份由一種獨(dú)特的組蛋白——CENPA——標(biāo)記和維持。CENPA被視為“分裂錨點(diǎn)”的分子標(biāo)簽，確保染色體能夠在一代又一代的細(xì)胞分裂中準(zhǔn)確傳遞。

然而，密歇根大學(xué)Sue Hammoud博士團(tuán)隊(duì)的新研究推翻了這一假設(shè)。他們發(fā)現(xiàn)，精子的染色體著絲粒所攜帶的CENPA數(shù)量，遠(yuǎn)低于卵子的同源區(qū)域。

“如果這種差異得不到修正，就可能影響染色體的分離，導(dǎo)致非整倍體（aneuploidy）的發(fā)生。這類染色體異常是流產(chǎn)以及唐氏綜合征等發(fā)育性疾病的重要原因?！?該研究的共同第一作者、博士生Catherine Tower解釋道。

那么，胚胎是如何在第一次分裂前“修復(fù)”這種差異的呢？
研究人員通過體外受精的小鼠胚胎追蹤父源與母源的CENPA分布，意外地發(fā)現(xiàn)另一種蛋白——CENPC，在父源染色體上大量聚集。它的作用就像“招募員”，能從卵子的細(xì)胞質(zhì)中調(diào)動(dòng)額外的CENPA補(bǔ)充到父源染色體上，直至母源與父源的CENPA數(shù)量趨于平衡。

“這表明，在細(xì)胞分裂開始之前，父母雙方的染色體必須先實(shí)現(xiàn)著絲粒強(qiáng)度的均衡?！惫餐髡逥ilara Anbarci博士指出。

這一現(xiàn)象不僅存在于小鼠，在人類中同樣觀察到。更重要的是，研究發(fā)現(xiàn)不同卵子之間、甚至不同個(gè)體之間，CENPA水平差異很大。

“這可能解釋了為什么有些胚胎在早期發(fā)育過程中停滯，而另一些則能繼續(xù)發(fā)育?！盚ammoud博士表示。

她補(bǔ)充說，這一發(fā)現(xiàn)也為未來的干預(yù)提供了可能性，尤其是在女性卵子攜帶CENPA水平異常偏低時(shí)，或許能通過醫(yī)學(xué)手段加以改善。

該成果已發(fā)表于《Developmental Cell》雜志（2025年）。

參考文獻(xiàn)：Catherine A. Tower et al, Maternal CENP-C restores centromere symmetry in mammalian zygotes to ensure proper chromosome segregation,?Developmental Cell?(2025).?DOI: 10.1016/j.devcel.2025.08.017

編輯：王洪

排版：李麗