Science：揭示偶线期纤毛对卵子正常发育至关重要

意识到我们人类与斑马鱼共享大约70%的基因是令人惭愧的。还有一大堆其他的相似之处，使这种透明的小鱼成为研究许多人类疾病和生物过程的理想动物模型。耶路撒冷希伯来大学医学院Yaniv Elkouby博士及其团队的研究重点是斑马鱼未成熟卵细胞（卵母细胞）的发育。

在一项新的研究中，Elkouby团队利用他们开发的独特研究工具能够实时观察一群卵母细胞走向成熟的过程。正是在一项实验中，他们观察到了一个迄今未被观察到的结构从卵母细胞中出现。这种称为偶线期纤毛（zygotene cilium）的结构看起来像一个扭曲的纤维，延伸到周围的卵团（egg mass）中。进一步的研究表明，这些偶线期纤毛在卵母细胞内的染色体组装中发挥着重要作用。此外，他们随后在斑马鱼的精子以及小鼠的卵母细胞和精子中发现了同样的结构。相关研究结果于2022年5月12日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Control of meiotic chromosomal bouquet and germ cell morphogenesis by the zygotene cilium”。

这对它们在人类生殖中的作用有影响。人类卵子和精子内的染色体组装失败导致了流产和不孕。然而，控制这些过程的机制并不为人所知。发现一种在控制染色体组装方面起重要作用的纤毛，可以提供新的见解。此外，纤毛形成和功能的缺陷导致了称为纤毛疾病（ciliopathies）的遗传性疾病，这种疾病的患者生育能力不足，而且在悲惨的情况下，婴儿和儿童患有严重的发育障碍。这些都归因于其他类型纤毛的失败。这种新发现的偶线期纤毛为这些缺陷提供了一个额外的解释。Elkouby说，“识别其中的机制使医学研究离找到解决方案更近一步。”

斑马鱼，图片来自uniprot。

Elkouby指出，为了探索这些新纤毛的功能，他的团队不得不应用和开发新的先进方法。“我们使用了一系列的方法，包括先进的定量和活体显微镜，创新的三维高分辨率成像，卵巢器官培养，基于激光切除的操纵，以及多种突变体的遗传分析。”

通过这种方式，他的团队能够确定，这种新发现的纤毛与卵母细胞内的“电缆系统（cable-system）”相连，该电缆系统通过机械地拉动染色体来组装它们。这一过程是决定一个能产生健康后代的功能完整的卵子形成的关键部分。这种新发现的纤毛将整个电缆系统机械固定在卵子内，使得染色体的基本精确动态得以实现。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Avishag Mytlis et al. Control of meiotic chromosomal bouquet and germ cell morphogenesis by the zygotene cilium. Science, 2022, doi:10.1126/science.abh3104.

2. Study of zebrafish ovaries reveals new structure vital for normal egg development
https://phys.org/news/2022-05-zebrafish-ovaries-reveals-vital-egg.html