牛胚胎揭示了新型的染色体嵌合体

我经常想知道在卵子受精的时间和它变成子宫内膜的细胞球之间会发生什么。这是一个我们对发展生物学的黑盒子知之甚少的时期，因为对最早的人类胚胎进行观察或做任何事情都是不受欢迎的。每当我在新版本的教科书中写下以下段落时，我都会想到在第一次细胞分裂过程中可能出现的问题：

“健康婴儿的出生是不利的。在每100个暴露于精子的卵子中，有84个受精。其中84个，69个植入子宫，42个存活一周或更长时间，37个存活6周或更长时间，仅31只是活着的。在没有存活的受精卵中，大约一半有染色体异常导致发育过程太严重的问题。“

在最初几天发生了很多问题。一个早期故障是如果两个性别都没有代表。尽管目前正在讨论男性或女性的确切构成，但受精卵需要一个基因组来自女性，一个来自男性。一个未受精的卵子(技术上它不是卵子，直到受精)使其基因组加倍不能存活，一个失去自己基因组但从精子中获得两个卵子的卵形成一个称为葡萄胎(又称葡萄胎)的组织混合物可能包含也可能不包含任何胚胎部分。

其他事情可能发生，出乎意料的事情，并且在5月份的基因组研究报告中报道：胚胎可以有一些细胞，其中两个基因组来自母本，一些细胞的基因组来自雄性。这有点像一群男女广场舞伴侣分开并以包括一些同性伴侣的方式回来。鲁汶大学分子细胞遗传学和基因组研究教授Joris R. Vermeesch博士及其同事巧妙地配对技术，推断出这些“异源”嵌合胚胎的存在和起源，这意味着“差异性亲本起源”。

研究人员检查了来自8只比利时蓝牛和2只荷斯坦 - 弗里斯牛公牛的“合成输卵管液”体外受精和培养产生的23个早期胚胎。一些细胞分裂产生了160个胚泡，这些空心的充满液体的细胞球沿着子宫管向下蜿蜒移动到子宫内。研究人员对有代表性的卵裂球(单细胞)进行了取样，并对它们进行了全基因组扩增和770,000个单核苷酸多态性(SNP)标记的基因分型，因为它们有8头母牛和2头公牛。

研究人员开发了一种名为haplarithmisis的技术，该技术通过SNP分析检测拷贝数变异(每个染色体或特定DNA序列的拷贝数)。CNV分析只是说23种人类染色体类型中的每一种都有相同的数量 - 它对染色体组的数量是盲目的。添加SNP基因分型显示哪个父母贡献了哪个染色体组。了解父母可以区分受精小故障与神秘的父母双重异形。

过去，人们认为嵌合胚胎只来自那些受精毛刺：两个精子桶进入卵子; 两个非常早期的胚胎在一起隆起; 减数分裂后留下的一个错误的极体刺穿受精卵。但是这项新工作表明，不需要进行奇怪的施肥就可以产生不同的胚胎 - 它可能发生在正常的卵子 - 精子事件之后。男性基因组在一些细胞中翻倍，而在另一些细胞中则是女性，也许一些细胞仍然是来自两个父母的正常二倍体。“这是对嵌合体起源的一种新颖的基本见解，这是一种非常罕见的人类病症，可导致出生缺陷，”Vermeesh博士说。23个胚胎中只有6个具有所有正常细胞。“惊人的39%的胚胎(9/23)含有具有全基因组异常的卵裂球” - 染色体组的缺失或缺失。其中三分之二有额外的染色体组，30%有损失，3%有一个父母的所有DNA。

SNP模式表明哪些父母为胚胎贡献了哪些基因组。各种各样的异常现象都出现了。一个8细胞胚胎有两个细胞，其中有“父系基因组的分散片段，没有母系遗传的DNA”。显然，即使蛋的基因组离开了城镇，来自精子的DNA仍在进行复制。另一个正常受精卵已分裂成三个细胞系：一个染色体正常，一个具有双倍剂量的母体基因组，另一个具有双倍剂量的父本基因组。仅在癌细胞和某些昆虫和甲壳类动物的细胞中已知三分。但显然它也可能在正常受精后发生。

“奇迹”不在科学词典中。但是，从染色体上讲，为了在产前发育的过程中发动胚胎，我发现，每100个受精卵中就有31个健康婴儿出生，这令人惊讶。