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自私的精子导致年长的父亲传递更多致病突变

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越来越多的证据表明,影响孩子健康的是父母双方的年龄,而不仅仅是母亲的年龄

半点图像/盖蒂图片社

年长父亲将致病突变传给孩子的风险 比我们想象的要高。基因组测序显示,在三十岁出头的男性中,大约五分之一的精子存在致病突变,到 70 岁时,这一比例将上升到近二十分之一。

Raheleh Rahbari 说:“这篇论文清楚地表明,年长的父亲遗传更多致病突变的风险更高。” 在英国威康桑格研究所。

团队成员马修·内维尔表示,未来的父母可能需要考虑到这一点,也在桑格研究所。 “这是供家庭在做出自己的决定时考虑的。”例如,如果年轻男性认为自己在年纪大了之前不太可能生育孩子,那么他们可以考虑冷冻精子,而计划组建家庭的老年男性可以考虑各种可用的筛查技术。

最近的研究表明,我们每个人体内的大部分细胞中都有大约 70 种父母双方都没有的新突变,其中 80% 的突变出现在父亲的睾丸中(这还不包括大规模的染色体异常,这种异常在母亲的卵子中更为常见)。人们认为,随着男性年龄的增长,精子的突变数量稳步上升,由于随机突变。但一些遗传疾病,包括软骨发育不全或侏儒症,比随机突变所预期的更为常见。

2003年,安妮·戈里利 牛津大学的研究人员意识到这可能是一些产生精子的干细胞变得自私的结果。这意味着某些突变可以使这些干细胞比正常情况下增殖更多,因此携带这些突变的精子比例随着男性年龄的增长呈指数增长,而不是以稳定的速度增长。戈里利接着表明,几种不同基因的突变会使精子干细胞变得自私,但她怀疑还有更多。

现在,Rahbari、Neville 和他们的同事已经对 81 名不同年龄的男性的 100,000 多个精子进行了测序,并对他们的血细胞进行了测序。使用标准测序方法,错误率太高,无法可靠地识别单个 DNA 分子中的突变,但该团队使用了一种新技术,对双螺旋的两条链进行测序——如果在两条链上都发现突变,则不太可能是错误。

这种方法使他们能够识别 40 多个基因中的各种突变,这些突变使精子干细胞变得自私。 “整个基因组的影响程度比我们想象的要高得多,”内维尔说。

虽然这些自私突变只占所有突变的一小部分,但它们具有巨大的影响。那是因为我们的大部分基因组都是垃圾,这意味着大多数随机突变没有影响。

相比之下,自私突变会影响关键基因,因此会产生重大影响。 “在大多数情况下,它们是相当严重的神经发育障碍,”内维尔说。 40 个基因中至少有两个,这些病症包括自闭症,而某些突变会大大增加患癌症的风险。

鲁本·阿尔斯兰说,这是一项非常有趣的研究 德国维滕大学的教授强调了这些自私突变非线性增加的发现。他说,看待这个问题的一种方式是,年轻时父亲年龄增加一岁比年老时父亲年龄增加一岁的危害要小。

戈里利说,这是一项很好的研究,需要付出很多努力。 “我们很早就知道,年长的父母不是一个好主意,”她说。 “过去,重点确实与母亲有关。现在我们了解到,父母双方都为孩子的健康做出了贡献。”

在男性的血液样本中,吸烟、酗酒或肥胖的男性的总体突变负担要高得多。但精子中的突变积累速度要慢八倍,而且与吸烟、饮酒或肥胖无关。这表明身体有一种方法可以保护睾丸免受此类环境因素的影响。

在由 Rahbari 和 Neville 组成的团队进行的另一项研究中,新的测序技术应用于口腔皮肤细胞,揭示了类似的促进生长突变模式,增加了一些干细胞谱系的比例。

“看起来这些选择模式并不是精子细胞独有的,”拉巴里说。虽然促进生长的突变是细胞癌变的一步,但即使细胞没有癌变,它们也会引起问题,甚至可能导致衰老 过程,她说。

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