马克斯·普朗克学会 在直接竞争中，t型精子通过遗传技巧在卵细胞的竞争中击败了正常的同行(+)，让它们在圈子里游来游去
信用:MPI f
分子遗传学/亚历山德拉·阿马拉尔 精子细胞之间的竞争非常激烈——它们都想先到达卵细胞使其受精
来自柏林的一个研究小组现在在老鼠身上展示了精子移动的能力逐渐依赖于蛋白质RAC1
活性蛋白质的最佳含量提高了单个精子的竞争力，而异常的活性会导致男性不育
当数百万精子游向卵细胞并使其受精时，这简直就是一场生命竞赛
但是纯运气决定哪个精子成功吗？事实证明，精子个体之间的竞争力是不同的
在老鼠身上，一个“自私的”自然发生的DNA片段打破了遗传基因的标准规则——并且给予含有它的精子细胞高达99%的成功率
柏林马克斯·普朗克分子遗传学研究所的一组研究人员描述了被称为“t单倍型”的遗传因子是如何促进携带它的精子受精成功的
研究人员第一次通过实验证明了t单倍型的精子更具有进步性
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，比他们的“正常”同伴前进得更快，从而确立了他们在受精方面的优势
研究人员分析了单个精子，发现大多数在前进道路上进展甚微的细胞在遗传上是“正常的”，而直线运动的精子大多包含t-单体型
最重要的是，他们将运动能力的差异与分子RAC1联系起来
这种分子开关通过激活其他蛋白质将信号从细胞外部传递到内部
已知该分子参与指挥e
g
白细胞或癌细胞向分泌化学信号的细胞移动
新的数据表明，RAC1也可能在引导精子向卵子“嗅”向目标的过程中发挥作用
“单个精子的竞争力似乎取决于活性RAC1的最佳水平；MPIMG大学的科学家、该研究的第一作者亚历山德拉·阿马拉尔说:“减少或过度的RAC1活动都会干扰有效的向前运动。”
t型精子毒害他们的竞争对手 “带有t-单倍型的精子在没有t-单倍型的情况下也能使精子失效，”MPIMG大学和柏林医科大学医学遗传学研究所主任、该研究的相应作者伯恩哈德·赫尔曼说
“诀窍是t？这位科学家解释说:“单倍型“毒害”所有精子，但同时产生一种解毒剂，这种解毒剂只作用于t型精子并保护它们。”
“想象一下一场马拉松，所有的参与者都喝了有毒的水，但是一些跑步者也服用了解毒剂
" 正如他和他的同事发现的那样，t-单体型包含某些扭曲调节信号的基因变体
这些扭曲因子是在精子发生的早期阶段建立的，并分布到携带t-单体型的小鼠的所有精子中
这些因素是扰乱进步运动的“毒药”
“解毒剂”在精子成熟过程中染色体组在精子之间均匀分裂后生效——现在每个精子细胞只包含一半的染色体
只有一半的t型单倍型精子产生一种额外的因子，可以逆转畸变因子的负面影响
这种保护因子不是分布的，而是保留在t型精子中
t型精子单独存在时没有优势 在雄性小鼠的精子中，t-单体型只存在于它们的两条染色体17中的一条上，研究人员观察到一些细胞向前移动，而一些细胞几乎没有进展
他们测试了单个精子，发现基因“正常”的精子是那些大部分不能直线运动的精子
当他们用抑制RAC1的物质处理混合的精子群时，他们观察到基因“正常”的精子现在也能逐渐游动
t型精子的优势消失了，这表明异常的RAC1活性干扰了进行性运动
这个结果解释了为什么在两条染色体17上各有一个t-单体型拷贝的雄性小鼠是不育的
它们只产生携带t单倍型的精子
研究人员现在发现，这些细胞的活性RAC1水平比基因正常小鼠的精子高得多，几乎是不动的
但是用RAC1抑制剂处理过的正常小鼠的精子也失去了逐渐移动的能力
因此，太低的RAC1活性也是不利的
研究人员推测，异常的RAC1活性也可能是男性不育的特殊形式的潜在原因
赫尔曼说:“我们的数据强调了这样一个事实，即精子是无情的竞争对手。”
此外，t-单倍型的例子说明了一些基因是如何使用一些肮脏的伎俩来传递的
这位科学家说:“基因差异可以让单个精子在生命竞赛中占据优势，从而促进特定基因变异传递给下一代。”
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