Science：删去教科书！Science首次揭秘，关于“受精卵”的这一认知，我们错了

【示意图1】Artistic 3D rendering of the dual spindle in the mammalian zygote.IMAGE: Cartasiova, Hoissan, Reichmann, Ellenberg/EMBL长期以来，发现者们并不认为，在受精的第一次有丝对立时，是一个微管（spindle）全由将DNA分立到2个线粒体中。然而，EMBL的发现者们现在却断定，本来有2个微管参与了DNA分立过程：每一套基因型DNA有别一个对应的微管。何为微管？它由被称为真核线粒体（microtubules）的细的、棒状蛋白质组成。在动物线粒体有丝对立期间，真核线粒体但会时序繁殖，并自我的组织成一个围绕DNA的双极微管（bi-polar spindle）。真核线粒体纤维朝向DNA繁殖，并与之相连，为将DNA分立到子线粒体要用匆忙。写出认知【示意图2】在晚期爬行动物受精中，卵线粒体中双微管的产生使基因型基因组保持分立（示意图表相关联：Science）通常情况下，每个线粒体只有1个双极微管，然而，题为“Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos”的这项数据分析表明，在卵线粒体第一次有丝对立期间，有2个双极微管注意到：一个全由分立来自母亲的DNA，一个全由分立来自父亲的DNA。这意味着，来自每个基因型（父亲和母亲）的遗传信息在第一次对立时是这样一来的（却知道下示意图左侧模型）。【示意图3】引人意外事故的是，在小鼠中，卵线粒体第一次对立期间，来自雄性和雌性（精子和精子）的DNA在不同的微管上被这样一来。这增加了产生多核线粒体的可能性。（爬行动物的第一次有丝对立 | 示意图表相关联：Science）领袖该数据分析的Jan Ellenberg知道：“原先，我们已经知道，在像昆虫这样的简单微生物中亦有双微管的产生，但我们从来从未想过在像小鼠这样的爬行动物身上也但会发生这种情况。这一断定是一个相当大的惊喜。”【示意图4】小鼠卵线粒体的免疫荧光切片（左示意图）显示，有2个有丝对立微管（黄色）平行排列。右示意图显示了真核线粒体的组织中心地带（洋红色）、真核线粒体与DNA转化的肽链（灰色）以及DNA（蓝色）。应用取得成功事实上，为了弄清在造血晚期基因型DNA是如何转化和分立的，发现者们必须在相当高的维度和时间清晰度下对卵线粒体进行高清晰度。而如果从未由Ellenberg及数据分析成果共同作者Lars Hufnagel制作团队开发出的新显微镜应用LSMT（light-sheet microscopy technology），EMBL的数据分析制作团队是不可能获得这一断定的。该应用只能对造血的晚期先决条件进行实时、3D高清晰度。之所以原先的应用不行，是因为在发育的晚期先决条件，受精对光照相当恰当，但会被基本上的光学显微镜方法破坏。LSMT的高速和维度精度（high speed and spatial precision）大大减少了受精接触的光量，从而使得详细分析这些原先伪装的过程已是了可能。不可忽视每个人的人类都都是精子受精开始的。发现者们并不认为，双微管的产生可能部分解释了为什么爬行动物在晚期发育先决条件（受精最初的几次有丝对立中）但会有相当高的严重错误率。如示意图3（红框标记处）所示，如果微管的两极从未交叉和融合，那么，卵线粒体的遗传物质可能但会被拉向3个或4个方向，而不是2个。而这种严重错误但会导致享有多个线粒体质的线粒体产生，从而终止造血。Ellenberg并不认为，双微管共享了一种原先未知的机制。接下来，相当重要的一步工作是，追查双微管应该在人类中发挥了相同的作用。因为，这将为数据分析如何强化人类不育治疗共享相当众所周知的信息。原始出处：Judith Reichmann, Bianca Nijmeijer, M. Julius Hossain, et.al. Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos. Science 13 Jul 2018