精子中的转录扫描可调节人类进化的速度

一项新的研究发现，成熟的精子细胞会打开它们的大多数基因，而不是像正常人那样遵循它们的遗传指令，而是在将DNA传给下一代之前对其进行修复。

该研究由纽约大学格罗斯曼医学院研究人员领导，于1月23日在线发表在《细胞》杂志上，该研究的重点是生物学的奥秘：人类精子细胞激活的基因数量最多(90%)，这种模式在其他物种(如小鼠)中也见过，鸟类甚至果蝇。大多数器官中的细胞表达约60%的遗传密码，或仅表达某种细胞类型完成其特定工作所需的基因子集。

现在看来，精子可以激活更多的基因，因为这样做可以使它们贯穿DNA修复过程，并保护即将被遗传的信息的完整性。

我们还发现，精子中的这种修复在被激活或转录的基因中的活性较低。这支持了这样一种理论，即进化是利用转录频率作为杠杆，将其拨号以保留某些基因中的DNA密码，但是将其调低以在有助于生存的其他地方进行改变。”

与免疫相关的基因就是一个未激活，未修复且可以自由积累精子变化的基因，例如，如果人体要识别并攻击不断变化的细菌和病毒入侵者，则必须不断进化。

超越优胜劣汰

为了进行这项新研究，作者以单细胞分辨率分析了精子成熟过程中的基因表达模式。他们首先从自愿的志愿者那里采集了人体睾丸组织的样本。然后，使用微流控技术，他们将样品中的所有细胞向下通过一个恰好足以让它们以单个文件流过的试管。

在试管中，每个细胞被推入自己的水滴中，水滴的作用就像一个微型试管，酶在其中打开细胞，然后将细胞特异性条形码附着到每个转录的遗传材料片段上。然后将标记的转录本用于创建在精子成熟过程中每个点都打开了哪些基因的图谱。然后，研究小组将这些发现与人群数据库中已知的DNA变异进行了交叉引用，以估计在给定基因中修复的频率。

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