精子和卵中DNA的过度交换会导致染色体缺陷，从而增加不孕症

荧光图像显示在两个正在发育的卵中分离的染色体（绿色）。在每个卵中，一条染色体（最大的一条绿色染色体）的交叉次数过多，并且存在分离困难。图像在反卷积荧光显微镜上拍摄。

俄勒冈大学和西北大学的生物学家表明，过多的交叉事件会增加不育症。

在精子和卵细胞的早期形成过程中，染色体之间的DNA交换通常受到限制，以确保生育力。

但是，生物学家们在俄勒冈大学和西北大学的三个实验室共同完成的一个项目中获悉，当这种遗传交换过多（称为交叉事件）时，将染色体分离成卵是有缺陷的。

在2020年9月在线发表在《 PLOS遗传学》杂志上的一篇论文中，研究人员记录了微观round虫（秀丽隐杆线虫）的基础研究中所见到的破坏是如何导致的，因为染色体受到不适当的纺锤体力而导致一系列减数分裂缺陷。

人类不正确的染色体分离与唐氏综合症和流产有关。UO生物学家戴安娜·E·利布达（Diana E. Libuda）是该研究的主要研究人员，他说，这种在研究中发现的分离缺陷会导致不孕症的增加。

UO生物学系和分子生物学研究所的教授Libuda表示：“过去一个世纪，研究集中在确保在精子和卵子发育过程中进行足够的交叉。”“众所周知，发育精子和卵子有办法确保不会产生太多的交叉，但是不清楚为什么。”

该研究小组确定了两种机制，这些机制可帮助抵消发育中的卵中过多的交叉活性触发的缺陷，从而有助于协调过程，从而确保新一代的基因组完整性。

Libuda在2013年10月9日的《自然》杂志上报道了一种抑制round虫交叉产生的机制的发现。但是，利布达说，当时确实没有研究过多交叉的情况对下游的影响。从那时起，她的实验室开发了一种在单个染色体上产生额外交叉的方法。

这种能力促成了美国国立卫生研究院与西北大学的萨迪·维格纳尔（Sadie Wignall）的合作，后者是将染色体分离成卵子的结构的高分辨率成像专家。Wignall的发现导致Libuda回到了布鲁斯·鲍尔曼（Bruce Bowerman）的UO实验室，研究了正在发育的卵中染色体的分离。

利布达说：“总的来说，采取多管齐下的方法来回答这个重要问题是一大科学力量的结合。”

该研究提供了基本的见解，可以指导其他生物的研究，以更好地了解其机制，并最终导致潜在的临床应用。

利布达说：“我们在秀丽隐杆线虫中研究的相同蛋白质也存在于人类中。”“实际上，生育力所需的大多数蛋白质可用于包括酵母，果蝇，线虫，斑马鱼，小鼠和人类在内的各种生物。在许多情况下，已经证明了使用这些微观蠕虫进行的研究与人类健康息息相关。”

参考：Jeremy A. Hollis，Marissa L. Glover，Aleesa J. Schlientz，Cori K. Cahoon，Bruce Bowerman，Sarah M. Wignall和Diana E. Libuda的“过多的交换阻碍了秀丽隐杆线虫的忠实减数分裂染色体分离” ，PLOS Genetics.DOI：
10.1371 / journal.pgen.1009001

与Libuda，Bowerman和Wignall共同撰写的论文包括：Wignall实验室的技术人员Jeremy A. Hollis；前UO生物学本科生Marissa L. Glover，现在是加州大学圣克鲁斯分校的博士研究生； Aleesa J. Schlientz，今年获得了UO的博士学位；和科里·卡胡恩（Cori K. Cahoon），在简·科芬·Childs纪念医学研究基金会的资助下，在Libuda的实验室工作的博士后研究员。