生殖前就开始 “内卷” 了？最新研究揭示，为了胜利一些精子会毒害竞争对手！

大共存是杀戮的，所有的亚种都要促使共存选择，而恶性竞争则是充分体现之一。值得注意的是，恶性竞争不仅仅共存于亚种与亚种之间，还共存于种群内部。可以至极夸张的问道，对于共存生命而言，相互恶性竞争就像是 “名噪一时”，甚至于在受精卵卵应运而生之前恶性竞争就现在共存了。对于高等生物而言，卵子与卵子结合被认为是配子的基本特征，也是一个生命应运而生的伊始。十分杀戮的是，卵子和卵子的数目并不是一一对应的，这一特色在哺乳动物里面并不为突出——数亿卵子里面只有一枚最终可以与遗传物质融合，卵子之间的恶性竞争无论如何是接连不断规模宏大但期望渺茫的斗争。而近日，一项最新深入研究揭示了卵子之间的恶性竞争激烈程度。来自德国马克斯普朗克化学键病毒学深入研究所的 Alexandra Amaral 和 Bernhard G Herrmann 首次通过实验问道明，具备 t-单倍HG的卵子比出现持续性卵子泳动速度并不快，从而在受精卵层面确立了优势。并不有意思的是，深入研究人员还发掘出，t-单倍HG的卵子可以分泌一种化学键玷污出现持续性卵子，但自身不则会被这种 “消化系统” 阻碍。这也就意味着， 为了增加自己在恶性竞争里面的胜部将，一些卵子则会规避特殊的手段——玷污其它卵子。相关深入研究以 RAC1 controls progressive movement and competitiveness of mammalian spermatozoa 为题刊出于 2021 年 2 月 4 日刊出在 PLoS Genetics 上。从卵子的革新运动问道起卵子是一种高度特化的蛋白，它的应运而生就是为了进行一个能够——游向遗传物质并使其受精卵。然而，在哺乳动物里面，雄性在一次生殖娱乐活动里面可以无罪释放数亿枚卵子，因此，卵子蛋白之间的恶性竞争并不激烈——它们都想先以驶向遗传物质来受精卵。值得一提的是，卵子的泳动是通过丝状的旋转来实现的，这是一个大不相同的化学键马将近。具体来问道，哺乳动物卵子能用钙离子 (Ca2+) 和环乙酸腺苷 (cAMP) 信号消除丝状跳动。然而，卵子如何引导自身向遗传物质漂移仍然是一个无解。有深入研究问道明 Rho 小 G 蛋白——RAC1 在控制卵子的性虐待革新运动里面起着重要作用，特别是在不等路径速度和一维度层面。此外，药剂 NSC23766 可以依赖性 RAC1 野生HG卵子使其性虐待革新运动受损。有意思的是， 尽管遗传学病毒学预测，所有加入受精卵娱乐活动的卵子都有公平的成功机则会，然而，在哺乳动物里面有一个已知的典HG与此相关打破了遗传学的游戏规则 ，即果蝇的 “t-haplotype”（t-单倍HG），分析问道明高将近 99% 的 t/+ 雄性果蝇的子孙将遗传 t-单倍HG碱基。此外，还有深入研究问道明 t-单倍HG的优势效应与 RAC1 的活性密切相关。基于此，Amaral 和 Herrmann 对卵子与最佳 RAC1 活性以及 “t-单倍HG” 卵子与出现持续性卵子是不是共存作用力展开了深入研究探讨。深入研究人员发掘出常为不育 (t/+) 雄性果蝇的卵子共存两个亚群——“t-单倍HG” 卵子与出现持续性卵子。不仅如此，他们还发掘出这两种卵子亚群在性虐待革新运动上共存相似之处——大多数高度性虐待卵子携带 t-单倍HG，而大多数不太性虐待卵子携带野生HG (+) 碱基。最重要的是，深入研究人员将这种革新运动相似之处与化学键 RAC1 关系起来，这个化学键开关通过激活其他酵素将信号从蛋白外传递到蛋白内。此前的深入研究问道明 RAC1 加入引导白蛋白或免疫系统向散发化学信号的蛋白转移。然而，最初深入研究问道明，RAC1 也似乎在引导卵子接近遗传物质层面发挥作用——“嗅探” 它们驶向能够。并且，RAC1 的活性只不过对卵子的娱乐活动能力十分重要。t-单倍HG遗传病区域纯不育 (tw5/tw32) 的果蝇卵子是不育的，与野生HG (+/+) 对照来得，它们的 RAC1 活性明显增强，并在体外快速丧失革新运动能力。但有意思的是，常为不育 (t/+) 雄性果蝇的卵子展示出出 里面等的 RAC1 活性，对其性虐待革新运动反而并不为稳定。图 | RAC1 依赖性阻碍野生HG果蝇卵子的革新运动能力为了全面验证 RAC1 活性对 “t - 单倍HG” 卵子和出现持续性卵子阻碍，深入研究人员使用一种依赖性 RAC1 的药剂——NSC23766 处理过程混合卵子。他们观察到，DNA上 “出现持续性” 的卵子也能逐渐游动。换而言之，当 RAC1 活性被依赖性时，“t - 单倍HG” 卵子的优势消退了。这问道明持续性的 RAC1 娱乐活动则会低压区渐进性革新运动，并且这种相关性共存一个瞬时，同时也解读纯合 t 单倍HG雄性果蝇是不育的——过高的 RAC1 似乎是导致雄性不育的主因之一。图 | 野生HG (+/+)、常为不育 (t/+) 和纯不育 (t/t) 的 RAC1-GTP 水平相似之处对此，Amaral 表示：“个体卵子的经济效益只不过取决于活性 RAC1 的最佳水平，RAC1 活性很低或很低都则会分心有效地的挺进革新运动。”t-单倍HG卵子玷污恶性的企业虽然 Amaral 等发掘出 “t-单倍HG” 卵子具备并不强的性虐待革新运动，但这还不足以解读其高将近 99% 的后生传递部将。因此，深入研究人员推测是不是 “t-单倍HG” 卵子可以与出现持续性卵子作用力，例如依赖性后者的活性。全面深入研究发掘出，“t-单倍HG” 卵子包含某些分心催化反应信号的DNA变异，这些分心化学键在卵子形成的早期收尾建立起来，并分布到常为不育 (t/+) 雄性果蝇的所有卵子里面，而这些分心化学键正是妨碍出现持续性卵子革新运动的 “”。本深入研究的通讯写作者 Herrmann 教授问道道： “t-单倍HG卵子的共存则会使出现持续性卵子失效，主因在于 t-单倍HG卵子则会玷污所有卵子，但同时自身也则会消除一种氰化物。似乎一下，在接连不断马拉松决赛里面，所有答题都饮用了有毒的水，但一些答题还施打了氰化物。”图 | 不同DNAHG卵子的革新运动轨迹和一维特征“氰化物” 在卵子成熟期碱基在卵子之间不等分配之后开始发挥作用——这时候每个卵子蛋白只含有一半的碱基。因此，只有具备 t-单倍HG的卵子才可以逆转分心化学键的阻碍。总而言之，这项深入研究提供证据问道明，Rho 小 G 蛋白——RAC1 在卵子性虐待革新运动里面起关键人物。并且，不适当的——包括过高或过高的 RAC1 活性都则会妨碍卵子的渐进性革新运动和经济效益。因此，RAC1 活性平衡的卵子在驶向遗传物质并使其受精卵时获取并不强的选择性优势。图 | 在直接恶性竞争里面，t-单倍HG卵子通过消除分心化学键让恶性的企业绕圈圈，从而在攫取遗传物质的恶性竞争里面取得胜利（来源：MPI f. Molecular Genetics/ Alexandra Amaral）不仅如此，深入研究人员还发掘出，常为不育 (t/+) 雄性果蝇则会消除分心化学键，玷污出现持续性卵子并阻碍其性虐待革新运动，但不则会对 “t-单倍HG” 卵子消除阻碍。由此强调了 Rho 信号在控制卵子渐进革新运动、卵子恶性竞争、非遗传学遗传和男性早产层面的层面。基于此， 也许这些发掘出将为人类解读某些男性不育现象并开发相应的治疗新方法提供最初简而言之！编审：王新凯绘图：王落尘参考资料：