科學家剛剛開發出一種令人不安的區分X精子和Y精子的方法

2020-10-10 每日科學前沿

人類精液，通常來說是50/50的性染色體混合物。如果你把它分開， 一半的精子帶有Y染色體，一半是X染色體。

儘管有關於通過迷信儀式選擇寶寶性別的神話，但其實我們在這方面能做的並不多。目前將X和Y精子分離出體外的技術是昂貴的並且會破壞細胞內的DNA。

但是現在，日本的研究人員偶然發現了一種令人不安的簡單方法，可以在小鼠中將攜帶X染色體的精子與攜帶Y染色體的精子分離開來。 這可能對人類的未來產生巨大的影響。

為了理解其重要性，讓我們回顧一下生物學基礎知識。在所有哺乳動物（和許多其他動物）中，雌性具有XX染色體，而雄性具有XY。

當一個女性產卵（又名卵子）時，它只會有兩條X染色體中的一條 - 永遠不會是Y染色體。

但男性精子中含有相同比例的攜帶X和攜帶Y的精子。假設，如果X和Y精子之間存在某些微小的差異。如果您只想要女性或男性， 你就可以通過這些微小的差異將它們分開。

到目前為止，我們認為精子幾乎完全相同，除了它們攜帶的DNA。

但是，在研究小鼠X和Y精子之間的差異時，廣島大學的研究小組發現大約有500個基因活躍在X精子中而不是Y。

這本身並不是非常重要，但其中18個基因可以編碼突出在細胞表面的蛋白質。它們集中在兩種特殊的受體 - 那就是X精子表面的Toll受體7和8。

使用稱為瑞喹莫德的化學物質與受體結合併減緩X精子的遊動，然後他們能夠以驚人的準確度分離Y和X精子。

當研究人員使用瑞喹莫德，然後使用最快的一組精子給一些老鼠受精時，上下來的一窩小鼠中90％是雄性；當使用最慢的一組精子時，雌性小鼠的比例為81％。

雖然這不是完美的性別分離，但它準確率確實很高，特別是對於這種簡單而廉價的方法。

「兩種性染色體對受體基因的差異表達為分離X和Y精子的新方法和潛在的非常有用的方法奠定了基礎，我們已經成功地通過這種方法在牛和豬中選擇性地生產雄性或雌性。」廣島大學的一位生殖生物學家Masayuki Shimada說。「儘管如此，在人類生殖技術中使用這種方法目前還是猜測性的，因為涉及重要的倫理問題」

在動物中使用性別選擇可能有一些很好的理由。例如，公牛不用於乳製品生產，公雞也不用於產蛋。在這種情況下限制雄性的有可能農業的創造。

但在人類中，事情變得相當混亂。

女性目前佔世界人口的49.6％，但在一些地區，夫妻可能對男孩有很強的偏好。在一些國家，性別選擇性做法已經導致一些「驚人的」人口趨勢，這可能會產生意想不到的社會和經濟影響。

正如New Scientist的Michael Le Page所解釋的那樣，允許在人們身上使用這一發現可能會顯著改變一對夫婦懷孕的可能性。

「我擔心這種社會影響，」愛沙尼亞塔爾圖大學的基因組學研究員Alireza Fazeli告訴Le Page。

「這個方法很簡單。你可以在臥室裡開始做。沒有人能阻止你這樣做。「

該研究已發表在PLOS Biology上。

【關注我，了解生物最新前沿發現】

相關焦點

  • 研究人員研發出通過分離X和Y精子選擇後代性別的一種簡單方法
    近日據外媒報導，日本廣島大學的Masayuki Shimada及其同事發表在《公共圖書館生物學》雜誌上的一項新研究表明，一種簡單的可逆的化學處理方法可以將含X精子與含Y精子分離，從而使正常的50/50比例的雄性/雌性後代比例發生顯著變化。
  • 精子欺騙了科學家350年-刷新你對精子的認知
    儘管超過5000萬精子無法到達卵子-相當於倫敦或紐約總人口的六倍多，但只需要一個精子就可以使卵最終受精成為人類。精子最早於1677年被發現-但是科學家花了大約200年的時間才同意人類是如何形成的。「預成型主義者」認為，每個精子都包含一個微小的微型人-人體。他們認為卵只是為精子的生長提供了空間。
  • 生兒育女技巧：X精子和Y精子的區別：基因組和蛋白質組含量
    因此，X和Y精子可根據其基因/蛋白質進行區分。在本節中，我們回顧了關於X和Y精子的基因組和蛋白質組學特徵的研究，並闡明了它們與兩種精子類型的形態生理學特徵的關係。 迄今為止，非常有限的研究已經鑑定了在X和Y精子中不同的基因。與體細胞中的RNA量（1-3 pg）相比，精子中所含的總RNA量很小（人精子為0.015 pg；牛精子為0.00018 pg）。
  • 精子「欺騙」了大家幾百年！最新研究：精子並非像「蝌蚪」樣前進
    人類精子是怎樣遊動的？三百多年來，科學家也可能被2D顯微鏡下的這類視野給欺騙。學界一直以為精子像蝌蚪或鰻魚那樣擺動尾巴前進。最近一項研究藉助先進的高速攝影技術，發現這種印象其實是一種視錯覺，精子的運動方式實際上要更加複雜：它們的尾巴朝向一側擺動，頭部旋轉前進，平衡了尾部運動的不對稱。被戲稱為人類最早的浪漫「鑽頭」。
  • 人類精子是怎樣遊動的？科學家們弄錯了300多年
    儘管一些細胞和分子層面的知識在不斷被刷新，但有一點，似乎絕大多數科學家都很少懷疑過，那就是最簡單的形態學知識——精子能夠通過擺動尾巴獲得前進的動力，並且尾巴的對稱性擺動方式類似於鰻魚，也就是左右對稱擺動前進。這一點，只要在顯微鏡下觀察過精子的科學家都不會質疑。
  • 精子真實的運動方式，顛覆了你的想像
    這一點，只要在顯微鏡下觀察過精子的科學家都不會質疑。推測在理想化的3D條件下，精子尾部的運行軌跡產生的波形應該也是對稱的，就像我們平時開葡萄酒瓶的開瓶器一樣。側向擺動似乎意味著精子只能繞圈遊動，但精子已經巧妙地適應了這種方式，並找到了向前遊動的方法。
  • 精子X和Y 揭開生男生女的秘密
    作者：寶寶知道 白羊小粒精子雖小，秘密可不少。男人體內的23對（46條）染色體，其中有23條X染色體，23條Y染色體。而在男人的精液裡面，同樣存在著X精子和Y精子，這才是決定生男生女的關鍵。一、精子分為X精子和Y精子在男人的精液裡，存在帶有X和Y染色體的兩種精子。正常男性的精液中，大概每毫升含有精子數6000萬個以上。雖然我們用肉眼看不見，但實際上，這兩種精子是兩種不同的存在。精子也分為帶有X染色體的精子（簡稱X精子）和帶有Y染色體的精子（簡稱Y精子）。每次射精，X精子和Y精子數量不同。
  • 精子欺騙了科學家350年-他們不遊泳就旋轉
    精子最早於1677年被發現-但是科學家花了大約200年的時間才同意人類是如何形成的。「預成型主義者」認為，每個精子都包含一個微小的微型人-人體。他們認為卵只是為精子的生長提供了空間。另一方面，「表觀遺傳學家」認為，男性和女性都有助於形成新生物，並且在1700年代的發現為該理論提供了更多證據。
  • Y精子什麼時候最活躍 這個時候最容易懷男孩!
    下午5點-7點 下午5點到7點是y精子最活躍的時候，尤其是在夏天的時候，X精子受不了高溫，容易減少，這個時候Y精子的優勢就出來了，所以想要生男寶寶的朋友們不妨可以在夏季的下午5點到7點左右進行"造人計劃"。
  • 最新研究顯示：精子並非像「小蝌蚪」左右擺動前進
    人類精子是怎樣遊動的？三百多年來，科學家也可能被2D顯微鏡下的這類視野給欺騙。學界一直以為精子像蝌蚪或鰻魚那樣擺動尾巴前進。最近一項研究藉助先進的高速攝影技術，發現這種印象其實是一種視錯覺，精子的運動方式實際上要更加複雜：它們的尾巴朝向一側擺動，頭部旋轉前進，平衡了尾部運動的不對稱。被戲稱為人類最早的浪漫「鑽頭」。
  • 動圖：這才是精子真正的遊動方式
    300 多年以來，科學家一直認為人類精子通過左右對稱的方式擺動尾巴（鞭毛）來遊泳。1677 年，荷蘭人安東·范·列文虎克（Anton van Leeuwenhoek）在顯微鏡下首次觀察到人類精子活細胞（其實是列文虎克本人新鮮出爐的精子）。科學家後來稱它們為「蛇狀運動，像水中的鰻魚」，而且這種觀點一直持續到現在，甚至成為「常識」。
  • 精子「欺騙」了我們300多年！並非像「小蝌蚪」左右擺動前進
    人類精子是怎樣遊動的？三百多年來，科學家也可能被2D顯微鏡下的這類視野給欺騙。學界一直以為精子像蝌蚪或鰻魚那樣擺動尾巴前進。最近一項研究藉助先進的高速攝影技術，發現這種印象其實是一種視錯覺，精子的運動方式實際上要更加複雜：它們的尾巴朝向一側擺動，頭部旋轉前進，平衡了尾部運動的不對稱。被戲稱為人類最早的浪漫「鑽頭」。
  • 令人不安的性別選擇技術
    儘管目前有很多通過迷信儀式來選擇孩子性別的方法，但是這些方法事實上都是毫無用處的。目前將X精子(帶有X染色體的精子)和Y精子(帶有Y染色體的精子)分離出體外的技術成本很高，而且會損害細胞內的 DNA。但是現在，日本的研究人員意外地發現了一種令人不安的簡單方法，可以在老鼠體內分離出X精子和Y精子，這可能對未來的人類產生巨大的影響。
  • 生命秘方:科學家試圖實驗室培育出人類精子和卵子
    這項實驗的目的是從成年人普通細胞轉化為功能齊全的配子——精子或者卵子細胞。目前還沒有人能夠做到這一點，但是科學家表示，他們即將證實其可能性。如果他們能在實驗室裡開發一種製造卵子和精子的技術，那麼許多人不孕不育的問題就可以得到解決。同時，這項技術也具有一定負面影響，令人感到不安，雖然科學技術不斷進步，但是這樣卻減少了人類自然生育後代，未來人類繁殖後代會成為實驗室的一種程序化操作嗎？
  • 被誤會了三百年的「小蝌蚪」：這才是精子真正的遊動方式
    300 多年以來，科學家一直認為人類精子通過左右對稱的方式擺動尾巴（鞭毛）來遊泳。1677 年，荷蘭人安東·范·列文虎克（Anton van Leeuwenhoek）在顯微鏡下首次觀察到人類精子活細胞（其實是列文虎克本人新鮮出爐的精子）。科學家後來稱它們為「蛇狀運動，像水中的鰻魚」，而且這種觀點一直持續到現在，甚至成為「常識」。
  • 當精子被發現進行「滾動運動」後，科學家感謝列文虎克帶來的歡樂
    幾個世紀以來，隨著科學家們繼續在顯微鏡下俯視，毫無疑問，他們的眼睛看到並記錄在膠片上：精子通過左右移動尾巴來遊泳。我們為什麼不相信自己的眼睛？ 這就是科學從那以後一直相信的東西。因此，這幾乎就像您需要製作一個（攝像頭）非常細小並將其粘貼在精子的頭上一樣， 」加德勒說。Gadelha的合著者，墨西哥國立自治大學的Gabriel Corkidi和Alberto Darszon開發了一種實現此目的的方法。 研究人員使用最先進的工具，包括可以每秒記錄超過55,000幀的超高速相機，研究人員能夠看到左右移動實際上是一種光學錯覺。
  • 科學家發現一億年前的巨型精子細胞，竟在雌性動物體內
    據海外媒體9月17日報導，近日一組古生物學家發現了一億年前的巨型精子細胞，它們被保存在一顆琥珀中。科學家們認為，這些遠古精子可能是迄今為止最古老的精子，他們為這一發現歡呼雀躍，這一發現也將進一步使得人們了解生殖過程是如何進化的。
  • 新發現：人類卵子會對精子進行隱蔽選擇，給自己喜歡的精子開後門
    當精子和卵子相結合時，會得到受精卵，它最終會發育成胎兒，每個人類都是這麼誕生的。雖然這個過程是相當明確的，但對於受精過程，還有很多秘密有待人類去探究。正常情況下，每次大約有2億個精子奔向1個卵子。，女性會對自己喜歡的男性進行隱蔽的選擇，卵子可以為偏愛的精子「開後門」。
  • 精子「欺騙」科學家343年！新研究：精子其實不是左右擺動前進
    直到1677年，微生物學之父列文虎克用自製的顯微鏡觀測了自己剛剛排出體外的精液，第一次發現了精子的存在。多年來，科學家觀測到的精子遊動方式就像魚一樣，通過左右擺動尾巴，來推動它們自身前進。然而，新研究表明，科學家被精子「欺騙」了343年，它們的遊動方式其實是螺旋形的。
  • 科學家在精子內部發現新型桶狀結構
    儘管人類對精子細胞的研究已漸趨完美，但近來，科學家們在這些小遊泳者身上發現一個前所未知的結構，著實令人驚訝。研究人員稱，更令人驚奇的是這種新發現的結構可能會導致不孕、流產和出生缺陷！科學家們需要對這一結構深入了解，以開發出新的療法，治療男性不孕症，並掌握人類胚胎發育的早期情況。