清晰記錄哺乳動物的受精過程

2021-02-13 中國生物技術網


　　世界上所有動物的發育過程都是從一個最簡單的步驟開始：精子（雄性配子）與卵細胞（雌性配子）結合。儘管受精是個普遍存在的過程，但是人們對它的機制仍未完全理解。由法國生物學家研發的一種新工作可能會闡明這一神秘的過程，該工具已經捕獲了精子與卵子首次接觸的詳細畫面。

　　Benjamin Ravaux是巴黎高等師範大學的物理學碩士研究生，他將在生物物理學會的60周年紀念會議（2016年2月27日至2016年3月2日）上講述這項新技術。Ravaux和他的同事共同工作，將物理學與生物學相結合，對受精和輔助生殖技術（例如體外授精，IVF）進行了研究，他們開發出多種多學科的工具，這將幫助人們理解哺乳動物的受精過程。

　　為了這個目標，Ravaux設計出一種新的微流體設備，這種設備可以精確控制精子細胞與卵細胞融合的薄膜位置。該設備包括一個微流體晶片，這種晶片由固定在載玻片上的多層矽聚合物製作而成。精子細胞位於最底層，卵細胞位於最上層（放置稱為「蛋杯」的空間中），在蛋杯的底部有一個小的開口（30個百萬分之一米寬），使其與晶片的下一層產生連接。將精子細胞植入底層時，精子會遊過這個開口並與卵子結合。該晶片與共聚焦顯微鏡等光成像技術兼容，研究人員可以利用它獲得受精過程的高解析度畫面和影像。

精子與卵細胞膜的底部相互作用。（在初次接觸後6分鐘）

　　Ravaux說：「這是一項全新的技術，在該設備的幫助下，研究人員可以獲得精子和卵子剛剛接觸時的高時空解析度圖像，可以觀測到這兩種細胞的膜的融合過程，以及卵細胞吞沒精子的過程。此外，還可以觀察到精子DNA融入到卵細胞的細胞質的過程。這種『體外受精晶片』的獨特之處在於，人們可以利用它觀察到在自然的受精過程發生時分子級聯和細胞膜的行為。」在過去，觀察受精過程的動態信息的方法是使用多個精子與卵細胞接觸，這就會導致「非生理性的」情況，即多個精子同時與卵細胞的細胞膜接觸。

　　Ravaux說：「如果與螢光抗體或者基因修飾的動物等生物學工具聯合使用，這種IVF晶片可以在生殖細胞互相作用的過程中提供新的細胞膜變化的視角。更深入地了解受精過程的分子和物理機制有助於人們找到更好的診斷不孕不育症的方法，並改善個性化的藥物治療方案。」


精子與卵細胞膜的底部融合（在首次接觸的5分鐘之後）。然後，從第50分鐘起，精子細胞的DNA被傳送到卵細胞質中。


本公眾號由中國科學院微生物研究所信息中心承辦

回復關鍵詞「201601」可閱讀二零一六年一月熱文

回復關鍵詞「熱點」可閱讀熱點專題文章，包括「施一公」、「腸道菌群」、「腫瘤」、「免疫」和「健康」

TOP30（統計周期：2013.5.1-2015.11.30）

相關焦點

  • 卵子是怎樣受精的?
    乾貨 | 靠譜 | 實用  一項新的理論認為精子也許能通過像魚叉一樣叉住卵子，從而使卵子受精。維吉尼亞大學醫學院2014年的某項研究使得科學家們發現了一種名為溶菌酶樣1型蛋白(縮寫為SLLP1)的蛋白質，它可能是促使精子插入卵子的插銷。  該研究被發表在男性生殖器病學上。
  • 因其生殖過程和哺乳動物不同
    但是仔細看一下近年來克隆動物的名單，就會發現這些動物全是哺乳動物，沒有一個是鳥類。我們沒有聽說過「克隆雞」、「克隆鴨」，「克隆鴿子」。到目前為止，還沒有任何鳥類被克隆成功，這又是為什麼呢？　　鳥類克隆的困難是因為鳥類的生殖過程和哺乳動物不同。哺乳動物的胚胎是在子宮裡發育的。胚胎「著床」時，已經有50到100個細胞。
  • 科學家清晰記錄蚊子吸血過程
    法國科學家在顯微鏡幫助下錄製了一段瘧蚊從老鼠身上吸血的短片，前所未有地清晰記錄下蚊子吸血的細節。　　短片顯示，蚊子叮咬老鼠前，會先花幾分鐘時間在它皮膚上探查血管。另外，蚊子的口器並非如人們想像那般堅硬，而是柔軟易彎。　　尋找目標　　巴黎巴斯德研究所的科學家拍下了這段短片。
  • 科學家清晰記錄蚊子吸血過程:口器柔軟易彎
    顯微鏡拍攝蚊子叮咬老鼠吸血全過程法國科學家在顯微鏡幫助下錄製了一段瘧蚊從老鼠身上吸血的短片，前所未有地清晰記錄下蚊子吸血的細節。短片中，人們可以清晰看到，蚊子在叮咬老鼠前會先用口器探查皮膚，尋找血管。研究人員發現，攜帶瘧原蟲的蚊子尋找血管的時間更長。這可能意味著瘧原蟲控制了蚊子的神經系統。蚊子在老鼠身上尋找血管時就開始分泌唾液，同時釋放出一種能夠防止血管收縮和血液結塊的物質。「下手」兇狠蚊子選定「下手」的地點後，四條細絲樣的下顎片會幫助刺穿肌膚。
  • 受精的是雞蛋，不受精也是雞蛋，母雞沒有公雞也能生蛋？
    受精蛋和未受精的蛋外觀和營養價值上都沒有任何區別，兩者唯一的差別是母雞孵蛋後，受精蛋會鑽出一隻小雞，當然也有可能是兩隻，但可能性極小，而未受精的蛋則會在溫熱的環境中成為一隻臭蛋！雞蛋其實就是母雞受精失敗的月經和哺乳動物一樣，母雞也有卵巢，與大家想像的有差別的是，母雞在性成熟前卵巢中就存在雞蛋的最早期期：卵泡了，但它的生長很緩慢，等母雞逐漸長大，逐漸接近性成熟時，卵巢中的卵泡開始發育
  • 中國成功研製新型顯微鏡記錄自由行動中哺乳動物神經活動
    這是我國科學家首次在自由行動中的哺乳動物的學習和記憶發生過程中記錄其神經活動。據悉，人腦包含了百億級神經元和百萬億級的神經突觸，其結構和功能上極其複雜精密的連接，湧現出意識和思想。目前各國腦科學計劃的一個核心方向就是打造用於解析腦連接圖譜和功能動態圖譜的研究工具。其中，如何整合微觀神經元和神經突觸活動與大腦整體的活動和個體行為信息是亟待解決的關鍵挑戰。
  • 科學家揭示體內受精生殖方式的更早起源
    原標題：科學家揭示體內受精生殖方式的更早起源 　　科學家揭示三億多年前魚類的「私密生活」 揭示體內受精生殖方式的更早起源 　　 記者日前從中科院古脊椎動物與古人類研究所獲悉，該所朱敏研究員參與的國際研究團隊在最新一期《自然》雜誌上發表一項新發現，揭示了三億多年前泥盆紀一種披盔戴甲魚類的
  • 受精蛋的判斷方法
    基地的龜龜都是爭先恐後往產蛋池跑，生怕下蛋的好位置被別龜搶了。1.受精斑受精斑當然是最最常見的判斷方法了，大家看上面的圖，龜蛋上面白色的圓形或者條狀斑塊就是傳說中的受精斑。一般來說，龜蛋下完之後不會立刻出現受精斑，需要幾小時甚至幾天才會慢慢出現。
  • 奇特的太陽暗條被磁力切斷並爆發：雲南天文臺記錄清晰過程
    中國科學院雲南天文臺近日發表在國際頂尖天文學雜誌《天文學與天體物理學》（Astronomy & Astrophysics）上的一項研究，清晰地披露太陽表面一個小暗條被不對稱磁重聯切斷並爆發的完整過程。太陽暗條與日珥是同一事物的陰陽兩面，從本質上是懸浮在高溫、稀薄的太陽日冕大氣中的等離子團，依靠磁場結構支撐。
  • 從受精卵到胎兒再到新生兒,幾張圖帶你讀懂胎兒發育全過程
    從一個小小的受精卵發育成一個7斤左右的胎兒，生命的孕育對人類來說是非常神聖的，過程也是非常奇妙的，在這個過程中，我們無法用肉眼直接看到生命的變化過程，現在隨著科學技術的發展，從受精卵到胎兒這個過程能被人們詳細地看到並且記錄下來。人生的開始，都是從一個細胞起步的，從這個細胞開始，我們的人生也就拉開了帷幕。
  • 中外團隊揭示被子植物受精過程關鍵機制—新聞—科學網
    段巧紅供圖 被子植物的受精過程是種子形成的關鍵環節。防止多個精細胞與卵細胞結合，即多精受精，對於維持後代基因組的穩定是非常重要的一件事。 3月19日，《自然》在線發表了山東農業大學與美國麻薩諸塞大學阿默斯特分校共同完成的最新成果。經過多年努力，他們發現了被子植物阻止多個花粉管進入胚珠的分子機制。
  • 中外科研團隊揭示被子植物受精過程關鍵機制
    該論文第一作者、山東農業大學園藝科學與工程學院教授段巧紅介紹，被子植物的受精過程是作物種子形成的關鍵環節。已有研究表明，單一花粉管進入胚珠後破裂，釋放精細胞，從而完成雙受精過程。但是花粉管與胚珠如何相互作用以保證這個過程的精確進行，還有很多未知。段巧紅介紹，一般情況下，一個胚珠只允許一個花粉管進入，以防止遺傳紊亂。
  • 詳細記錄懷孕40周胎兒成長過程,從胚胎到寶寶,這些變化太神奇了
    懷孕的過程，是一個非常神奇的過程，一個受精卵，漸漸演變成一個有手有腳的小可愛，從什麼都沒有，逐漸變得五官清晰，偶爾還會在媽媽的肚子裡微笑，這就是一個生命的誕生，這個過程神奇而美麗！懷孕的1~4周從最後一次月經來潮的開始那天算起，在卵子排出後，爸爸媽媽進行了一次愛的親密接觸，然後精子們就湧向了唯一的這一顆卵子，形成了受精卵，受精卵不斷的分裂，到了第4周的時候已經形成三個胚層。
  • 為何母雞沒有受精,卻也能生出雞蛋?
    母雞的卵無論是否受精，都能發育成一個完整的雞蛋，但是只有受精過的雞蛋才能正常孵化小雞；另外，雞還擁有一定的孤雌生殖能力，存在極小的可能性未受精的卵也能發育成個體
  • ...哺乳動物合子基因組激活過程中RNA聚合酶參與轉錄起始的調控機理
    受精後，基因組仍然在一段時間內保持沉默，而在受精卵分裂到一定時期後（比如小鼠在2細胞晚期，人在8細胞時期），基因組迅速激活並完成，同時母源積累的RNA逐漸降解，最終完成從母源轉錄組向合子轉錄組的轉變。合子基因組的激活通常經歷兩個階段，即初級ZGA（minor ZGA）與主要ZGA（major ZGA）。在小鼠早期胚胎發育過程中，初級ZGA起始於在一細胞中晚期，主要轉錄一小部分基因和一些重複序列。
  • 哺乳動物細胞培養過程 & 培養條件
    哺乳動物細胞培養過程哺乳動物細胞在培養過程中會經過組織提取，原代培養，傳代培養等過程。如下對各個過程進行簡述：哺乳動物細胞培養條件1、無菌無毒的環境：對培養液和所有培養用具無菌處理；培養液中添加抗生素防止培養過程中汙染
  • 從受精卵到胚胎發育,十組圖看清全過程,不禁感嘆生命太偉大
    但有很多的人對生命的到來並不清晰，不明白一個小生命是如何出現的，其實寶寶的到來真的很不易。寶寶是怎樣形成的？畫面中可以看到一大群小蝌蚪形狀的物質在湧動，這個物質就是精子，數以萬計的精子從外界慢慢進入女性的體內，精子首先到達的是女性的陰道，然後就會慢慢地遊到宮頸口。
  • 生態學家記錄氣候變暖背景下美加州鳥類和哺乳動物種群數量
    死亡谷中探生死
  • 中美科學家揭開哺乳動物流產之謎
    例如，自第一隻體細胞克隆哺乳動物多利綿羊誕生20多年以來，已有20多種哺乳動物得到克隆後代，包括2018年初中國科學院神經科學研究所培育的世界首例體細胞克隆猴，但是體細胞克隆技術的流產問題一直沒有得到顯著改善，不同動物的克隆胚胎流產率均在90%以上。
  • 頡偉組發表綜述總結哺乳動物早期發育中的表觀遺傳重編程
    ），詳細總結了哺乳動物早期發育過程中表觀遺傳學重編程的研究進展，並著重闡述了親本表觀遺傳學修飾在早期發育過程中的命運和功能，以及合子基因組激活前獨特的染色質在本文中，作者對哺乳動物早期發育過程中表觀遺傳學重編程的研究進展進行了系統的總結，包括：（1）配子中非經典表觀遺傳修飾的分布和功能；（2）受精後表觀遺傳修飾的大規模重置；（3）合子基因組激活（zygotic genome activation）前的「原始」染色質狀態