我們每個人的生命都誕生於受精卵。教科書說，當父母的精子與卵子融合後，來自雙親的染色體共同組成了我們的遺傳藍圖，聯手開啟了胚胎發育的過程。
而來自德國的一支團隊發現，來自父母的染色體在初次碰面時，竟還保持了一定的安全距離。在受精卵的第一次分裂過程中，這些染色體並非攜手共進，而是自顧自的分離。這項重磅研究今日發表在了頂尖學術期刊《科學》上，顛覆了我們對受精卵分裂第一步的基本認知。
▲這項研究得到了《科學》的同期專題報導（圖片來源：《科學》）
事實上，在多年前，細心的科學家們就發現，在受精卵中，來自精子和卵子的染色體似乎處在不同的位置。但受顯微技術發展的限制，我們一直沒有從中看出個所以然來。這是因為胚胎對光非常敏感。一旦光照過強，就會影響發育。在這項研究中，科學家們開發出了一種全新的顯微技術，能集中觀察感興趣的胚胎區域。這樣一來，整個胚胎受到的影響就被了降到最低。
隨後，這支團隊別出心裁地想到用不同的顏色來標記父親和母親的染色體，後續的觀察則讓他們大感意外和欣喜：首先，不同來源的染色體的確處於不同的位置，支持了過去的簡單觀察結果；其次，這些染色體竟會在受精卵的分裂過程中各自為政，單獨分離！
▲用不同顏色標記的父母染色體，在受精卵分裂時表現出了各自為政的態勢（圖片來源：《科學》視頻截圖）
這是人類首次觀察到這一現象。目前我們還不知道這樣做有什麼好處，但有一點可以確認：兩套染色體分離系統，肯定要比一套分離系統更容易出錯。稍有不慎，後代細胞中就有可能出現多個細胞核，影響胚胎發育。
為了測試這個想法，研究人員們又進一步用藥物處理了受精卵，而結果也正如他們所料——在藥物的影響下，來自父母的染色體，其分離的同步率不夠高，方向也不夠一致。因此，分裂後的細胞容易出現多個細胞核。
▲正常的受精卵分裂中，形成的紡錘體較為集中（圖片來源：《科學》視頻截圖）
▲正常的受精卵分裂中，兩個紡錘體的同步率較高，初看之下，還以為是一個紡錘體（圖片來源：《科學》視頻截圖）
▲在藥物作用下，未能正確排列的紡錘體，會帶來多個細胞核（圖片來源：《科學》視頻截圖）
▲另一個出現問題的案例（圖片來源：《科學》視頻截圖）
「（我們觀察到的）雙重紡錘體找到了一個先前未知的機制，並能潛在解釋哺乳動物胚胎首次分裂過程中的一些常見錯誤，」該研究的通訊作者Jan Ellenberg教授說道：「如今，我們有了一個全新的機制，也找到了新的分子目標。接下來的重要一步是檢驗在人體中是否也有這個機制，這會帶來極富價值的信息。比如說，這些信息能改善人類的不孕療法。」另外一些研究人員則指出，這些發現解決了20年來關於受精卵分裂的一大謎題。
▲本研究的示意圖（圖片來源：《科學》；GRAPHIC: N. DESAI/SCIENCE）
在造福不孕不育的患者之外，這項研究還有一個重要意義，那就是告訴我們，即便在生物學上取得了諸多進展，我們對於細胞運作的一些基本機制，其實還有很多不了解的地方。在自然面前，人類不應滿足於過去的發現，而是應當保持謙遜，才能更好地挖掘出生命更深層的奧秘。
參考資料：
[1] Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos
[2] Double trouble at the beginning of life
[3] Parental chromosomes kept apart during embryo's first division
原標題：Science：顛覆教科書！科學家首次看清受精卵分裂第一步