一項10月8日發表于《自然》的新研究顯示,高齡父親將致病突變遺傳給孩子的風險比我們想象的要高。基因組測序顯示,在30歲出頭的男性中,大約每50個精子中就有1個攜帶致病突變;而到70歲時,這一比例上升到近1/20。
英國惠康桑格研究所的Raheleh Rahbari說:“這篇論文清楚地表明,年齡較大的父親遺傳更多致病突變的風險更高。”
同樣來自惠康桑格研究所的研究小組成員Matthew Neville說,準父母可能需要考慮到這一點。例如,如果年輕男性認為自己要年紀大一些時再有孩子,他們可以考慮冷凍精子;而計劃組建家庭的年長男性則可以考慮現有的各種篩查技術。
最近的研究表明,我們每個人體內的大多數細胞中都有約70個父母都沒有的新突變,其中80%的突變源于父親的睪丸,這還不包括母親卵子中更常見的大規模染色體異常。人們曾認為,由于隨機突變,精子中的突變數量會隨著男性年齡的增長而穩步增加。但一些遺傳性疾病,如軟骨發育不全癥(侏儒癥),其發病率遠高于隨機突變所能解釋的水平。
2003年,英國牛津大學的Anne Goriely意識到,這可能是由于一些產生精子的干細胞變得“自私”所致。這意味著某些突變會使這些干細胞的增殖速度超過正常水平,因此攜帶這些突變的精子比例會隨著男性年齡的增長呈指數級上升,而非穩定增長。Goriely進一步證明,幾個不同基因的突變都可以使精子干細胞變得自私,但她懷疑還有更多此類基因。
現在,Rahbari、Neville和同事對81位不同年齡男性的10萬多個精子及其血細胞進行了測序。使用標準測序方法時,錯誤率過高,無法可靠地識別單個DNA分子中的突變,于是該團隊采用了一項新技術,即對雙螺旋的兩條鏈都進行測序——如果兩條鏈上都發現了某個突變,那么它不太可能是錯誤的。
這種方法使他們能夠發現40多個基因中存在大量突變,這些突變會令精子干細胞變得“自私”。“這種效應在全基因組范圍內的規模比我們想象的要大得多。”Neville說。
人類基因組的大部分都是“垃圾”序列,意味著大多數隨機突變沒有任何影響。相比之下,這些自私突變僅占所有突變的一小部分,卻會影響關鍵基因,因此可能產生重大影響。“在大多數情況下,它們是相當嚴重的神經發育障礙。”Neville說。這40種基因中至少有兩種會導致自閉癥,而其中一些突變會大大增加罹患癌癥的風險。
Goriely說,這是一項好研究。“我們早就知道,成為年長的父母并非好事。”她說,“過去,這種風險主要與母親聯系在一起。現在我們了解到,父母雙方都對孩子的健康有影響。”
在男性的血液樣本中,吸煙、酗酒或肥胖的男性的總體突變負擔要高得多。但在精子中,突變的累積速度更慢,且與吸煙、飲酒或肥胖無關。這表明,人體有某種機制保護睪丸免受此類環境因素的影響。
在另一項由Rahbari和Neville等人參與的研究中,這種新的測序技術被應用于口腔內的皮膚細胞,揭示了一種類似的模式:促進生長的突變增加了某些干細胞譜系的比例。
“看來,這種選擇模式并非精子細胞所獨有。”Rahbari說。她表示,雖然促進生長的突變是細胞癌變的一步,但即使細胞沒有癌變,它們也可能引發問題,甚至可能有助于衰老過程。
相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09448-3
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