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Science：意外!一大类哺乳动物基因在将相邻精子连接在一起的细胞质桥上并不完全共享

zhazhahui

根据一项对包括小鼠、猕猴和男性在内的生物体精子的新研究，一大类哺乳动物基因在整个精子发育和分化过程中并非完全共享。这一发现解释了为何睾丸中的基因表达模式往往相对于其他所有组织表现出异常。相关研究结果于2021年1月14日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Widespread haploid-biased gene expression enables sperm-level natural selection”。

在哺乳动物中，精子发生包括一个很长时间的单倍体基因表达阶段，这可能导致精细胞之间的变异，从而导致精子水平的自然选择和性状遗传。

然而，在分化期间，成熟中的单倍体精子仍然通过细胞质桥(cytoplasmic bridge)与相邻的细胞相连，彼此之间可以相互分享基因产物，可以有效地消除与单倍体基因组相连的表型差异。然而，有一些已知的例外情况。虽然以前的研究表明，并非所有的基因产物都在细胞之间共享，但哺乳动物精子中的等位基因特异性偏差的总体范围仍然未知。

在这项新的研究中，Kuanal Bhutani及其同事们对小鼠、牛和人类的精子进行了单细胞RNA测序，发现一大类哺乳动物基因在将相邻精子连接在一起的细胞质桥上并不完全共享。其中的一些基因被这些作者称为“基因信息标记(genoinformative marker, GIM)”，可以作为自私的遗传因子，在群体中不均匀地传播等位基因。这一发现揭示了精子水平自然选择的机制。

参考资料：

1.Kunal Bhutani et al. Widespread haploid-biased gene expression enables sperm-level natural selection. Science, 2021, doi:10.1126/science.abb1723.

2.Sperm-specific gene expression in organisms including mice, macaques and men

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-01/aaft-sge011121.php

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