Science：改写教科书！Science首次揭秘，关于“受精卵”的这一知觉，我们错了

【右图1】Artistic 3D rendering of the dual spindle in the mammalian zygote.IMAGE: Cartasiova, Hoissan, Reichmann, Ellenberg/EMBL长久以来，科学家们视为，在生殖的第一次线粒体瓦解时，是一个叶绿体（spindle）负责将基因受控到2个线粒体之中。然而，EMBL的科学家们那时候却发现，实际上有2个叶绿体参与了基因受控处理过程：每一套生殖细胞基因各有一个互换的叶绿体。何为叶绿体？它由被叫做细胞内（microtubules）的细的、管状蛋白质组已成。在动物线粒体有性生殖之后，细胞内则会动态落叶，并自我组织已成一个环绕着基因的双极叶绿体（bi-polar spindle）。细胞内薄膜侧面基因落叶，并与之相连，为将基因受控到子线粒体做准备。重新整理认知【右图2】在以前动物生殖之中，幼体之中双叶绿体的产生使生殖细胞基因组保持良好受控（特写相关联：Science）通常意味著，每个线粒体只有1个双极叶绿体，然而，题为“Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos”的这项研究工作确实，在幼体第一次线粒体瓦解之后，有2个双极叶绿体出有现：一个负责受控来自母亲的基因，一个负责受控来自父亲的基因。这意味着，来自每个生殖细胞（父亲和母亲）的遗传信息在第一次瓦解时是分开的（见下右图左侧数学方法）。【右图3】令人意外的是，在小鼠之中，幼体第一次瓦解之后，来自雄性和雌性（幼体和卵子）的基因在不同的叶绿体上被分开。这增加了产生多核线粒体的有风险。（动物的第一次有性生殖 | 特写相关联：Science）领导该研究工作的Jan Ellenberg说道：“更进一步，我们已经告诉他，在像昆虫这样的简单海洋生物之记事双叶绿体的产生，但我们从来不会想过在像小鼠这样的动物脖子也则会发生这种情况。这一发现是一个巨大的惊喜。”【右图4】小鼠幼体的免疫荧光着色（左右图）结果显示，有2个有性生殖叶绿体（绿色）平行排列。右右图结果显示了细胞内组织之中心（洋红色）、细胞内与基因紧密结合的位点（灰色）以及基因（蓝色）。电子技术突破事实上，为了弄清在生殖细胞以前生殖细胞基因是如何紧密结合和受控的，科学家们必须在并不更高的维度和时间分辨率下对幼体进行已成像。而如果不会由Ellenberg及论文共同原作者Lars Hufnagel的团队开发计划出有的新成像电子技术LSMT（light-sheet microscopy technology），EMBL的研究工作的团队是不有可能获取这一发现的。该电子技术能够对生殖细胞的以前先决条件进行系统对、3D已成像。之所以更进一步的电子技术没用，是因为在发育的以前先决条件，生殖对光线并不敏感，则会被宗教性的成像成像步骤破坏。LSMT的更高速和维度灵敏度（high speed and spatial precision）大大减少了生殖交谈的光量，从而使得详细分析这些更进一步隐藏的处理过程已成为了有可能。重大意义每个人的生命都是从卵子受精开始的。科学家们视为，双叶绿体的产生有可能部分解释了为什么动物在以前发育先决条件（生殖在此之后的几次线粒体瓦解之中）则会有并不更高的错误率。如右图3（红框标记处）右图，如果叶绿体的两极不会对齐和糅合，那么，幼体的单链有可能则会被拉向3个或4个方向，而不是2个。而这种错误则会导致拥有多个线粒体核的线粒体产生，从而终止生殖细胞。Ellenberg视为，双叶绿体获取了一种更进一步不得而知的机制。接下来，并不最主要的一步工作是，调查双叶绿体有否在人类之中发挥了相同的依赖性。因为，这将为研究工作如何改善人类不育外科手术获取并不有价值的信息。原始出有处：Judith Reichmann, Bianca Nijmeijer, M. Julius Hossain, et.al. Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos. Science 13 Jul 2018