作者:Hopi Hoekstra 来源:bioRxiv 发布时间:2016/10/18 13:37:13
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风流老鼠 精子更快

鹿鼠精子游动更快。图片来源:Alamy Stock

鹿鼠是啮齿动物中的“情圣”。与其一妻一夫制的表亲不同,这种鼠类“风流成性”,雌鼠通常有不只一个伴侣。但鹿鼠的特色不止于此,科学家发现,基因让它们的精子更快更强。而秘密可能与鹿鼠精子尾巴中部膨胀有关。

“我们正开始试着揭秘精子构造和功能的遗传结构。”未参与该研究的英国谢菲尔德大学行为生态学家Tim Birkhead说。研究人员已经知道精子的活力或质量,是男性生育能力的一个要素,什么基因如何发挥了作用一直是谜。Birkhead表示,因此,老鼠研究将有助于揭示人类生育能力的基因基础。

为了找出答案,美国哈佛大学进化生物学家Hopi Hoekstra及其同事将注意力转向了鹿鼠和奥德菲尔德鼠。它们是近亲,而且能够异种交配。但它们的交配策略非常不同。鹿鼠更放纵,通常有不同的交配伴侣,而奥德菲尔德鼠则忠于自己的“初恋”。

Hoekstra研究组首先用显微镜检验了两种老鼠的精子。结果发现,由于尾部上端膨胀,鹿鼠的精子游得更快。而这些膨胀位置充满了能加速精子游动的线粒体。

为了确定这种不同的基因基础,研究人员让两类鼠进行了交配,并测量了后代的膨胀部位的长度和精子速度。结果发现了一种名为PrKar1a的基因。该位置含有大量的编码该基因的蛋白质,这表明,该蛋白质在膨胀位置功能中扮演重要角色。

而且,在鹿鼠和奥德菲尔德鼠的精子中,这种蛋白质的数量不同。该研究成果发表于生物学预印本服务器bioRxiv上。研究人员认为,鹿鼠精子间的竞争让该物种的PrKar1a活性水平出现不同,并由此产生了更快更有竞争力的精子。

这些结果揭示了不同交配策略是如何驱动进化的。当竞争十分激烈时,就像鹿鼠这样,精子尾部的膨胀位置就提供了交配优势。另外,与精子速度有关的基因也为人类男性生育能力研究提供了线索。(来源:科学网 张章)

 

 
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