人类和蛔虫的共有遗传学可以揭示不孕症

罗格斯科学家的一项发现将精子中的蛋白质与微小蛔虫繁殖所需的相同分子联系起来，并提供了人类不孕症的线索。在当代生物学杂志上发表的一项研究中，艺术与科学学院遗传学系的教授，以及弗吉尼亚州国立卫生研究院和威廉玛丽学院的同事Andrew Singson发现了一种蛋白质，SPE- 45，关于C. elegan 蠕虫的精子，它有助于在受精过程中将精子与卵子结合。它与人类和其他哺乳动物所必需的Izumo蛋白质相同，是十年前由日本科学家在日本结婚后命名的。

“人类和蠕虫通过一个共同的祖先相连，这个祖先生活在7亿多年前，这一发现将让我们深入了解他们共同的遗传和生育途径，”Waksman微生物学研究所的首席研究员Singson说。研究表明，蠕虫和人类的共同祖先都有一个SPE-45 / Izumo样基因，这是精子在受精过程中正常运作所必需的，Singson说，他过去二十年一直在研究生育的生物学过程。。

“二十年前，当我们开始这项研究时，我们预测我们会找到从蠕虫到人类生育所需的基因，”Singson说。“现在我们知道这种分子的功能与生命树的哺乳动物分支相同。”在美国，八分之一的夫妇有生育问题。虽然大约70%的病例可以平等地归因于男性或女性，但30%的时间没有找到解释。

在新的罗格斯研究中，科学家们发现蠕虫会产生看起来很正常的精子，但不会产生后代，因为精子细胞表面缺少SPE-45蛋白，类似于人类和其他缺乏Izumo蛋白的哺乳动物的精子。阻断蛋白质可防止精子与卵子结合并融合。

“这种蛋白质就像分子魔术贴一样，有助于精子和卵子的结合和融合，”辛森说。“这种发现可以在理解生物过程中发挥不可或缺的作用。”

这一发现得到了佐治亚州埃默里大学和日本Setsunan大学的科学家团队的证实。采用不同的方法并使用计算机分析来查看DNA序列，这个国际团队得出了同样的结论，该结论也发表在Current Biology上。比较蠕虫和哺乳动物DNA序列，他们创造了一种混合SPE-45 / Izumo分子，可以治愈蠕虫的不育症。

“这使得结果更加稳固，因为两个研究小组已基本验证了另一个研究小组的结果，”Signson说。

由于许多伦理和实验限制，直接研究人类不育症是非常具有挑战性的，因此在未来的治疗中建立遗传联系将有助于未来的治疗，因为科学家可以在蠕虫中进行实验，以了解更多关于Izumo样分子的功能，他们不能Singson说，在哺乳动物中。

“在蠕虫中寻找新的生育基因可以帮助我们进一步了解人类生育的分子基础，”他说。“这种知识的最终结果可能是对人类不孕症和两性可靠避孕药具有更明智和有效的治疗方法。”

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